СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПРИВОДАМИ СТАНКА-АВТОМАТА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ВИНТОВЫХ КАНАВОК НА ИЗДЕЛИИ Российский патент 1997 года по МПК B24B51/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к станкам для обработки винтовых канавок, а более точно касается систем управления автоматическим станком для обработки винтовых канавок на изделиях.

В основу изобретения положена задача создать систему управления автоматическим станком, которая позволяла бы при изменении длины и шага винтовой канавки осуществлять, после окончания обработки канавки, поиск ближайшей позиции, где канавка не обработана, и обеспечивать дополнительный поворот изделия по ходу или против хода вращения до выхода в эту позицию, а также позволяла бы осуществлять угловое позиционирование при обработке изделий с неравным угловым шагом между канавками.

На фиг. 1 изображена структурная схема системы управления и кинематическая схема автомата; на фиг. 2 функциональная схема блока формирования режимов работы автомата; на фиг. 3 функциональная схема блока поиска ближайшей позиции для обработки и дополнительного поворота изделия.

На станине 1 установлена подвижно на направляющих 2 каретка 3, которая перемещается от шагового привода 4.

На направляющих 5 каретки 3 установлена бабка 6, имеющая шпиндель 7, в котором установлено обрабатываемое изделие 8, закрепляемое с помощью механизма 9 в цанге 10. Шпиндель 7 получает вращение от шагового привода 11. В каретку 3 встроен поршневой привод 12, который связан с бабкой 6. Действие привода 12 обеспечивает бабке 6 или крайнее переднее положение, где изделие 8 своим передним концом ложится на поддерживающую призму 13, или крайнее заднее положение, где производится смена изделия с помощью манипулятора, который на чертеже не показан. Информация о местонахождении бабки 6 в зоне обработки поступает от датчика 14, который срабатывает при воздействии упора 15 при перемешивании бабки 6.

Обрабатывающий инструмент 16 приводится в контакт с обрабатываемым изделием 8 с помощью механизма 17.

Система управления автоматом содержит блок 18 программного задания длины обработки, блок 19 программного задания числа винтовых канавок, счетчик 20 числа импульсов, соответствующих длине обработки, счетчик 21 винтовых канавок, блок 22 формирования режимов работы автомата, формирователь сигналов 23, а также блок 24 поиска ближайшей позиции для обработки канавки.

Система управления содержит также блок 25 программного задания шага обработки, кодирующее устройство 26, делители 27 и 28, распределители 29 и 30 и усилители 31 и 32, обеспечивающие совместную, согласованную по программе, работу шаговых приводов 4 и 11 в процессе образования винтового движения изделия 8 при обработке винтовой канавки.

Выходы блоков 18 и 19 подключены к информационным входам 33 и 34 соответствующих счетчиков 20 и 21. Обмотки двигателей шаговых приводов 4 и 11 подключены к выходам усилителей 31 и 32, входы 35 и 36 которых связаны с выходами распределителей 29 и 30, имеющими кодо-импульсные входы 37 и 38, соединенные с выходами 27 и 28, а также знаковые входы 39 и 40, связанные с соответствующими выходами блоков 22 и 24. Делители 27 и 28 входами 41 и 42 подключены к импульсным выходам блока 22 и имеют вход 43 и 44, подключенные к выходам кодирующего устройства 26, вход 45 которого связан с импульсным выходом блока 25 задания шага. Кроме того, кодо-импульсный выход двигателя 27 связан с импульсным входом 47 блока 24, а кодо-импульсный выход делителя 28 связан с импульсным входом 47 счетчика 20. Установочный вход 48 этого счетчика имеет связь с импульсным выходом блока 22, а выходами счетчика связан с входом 49 блока 22 и входом 50 блока 24.

Счетчик 21 счетным выходом 51 связан с импульсным выходом блока 22, а установочным входом 52 с выходом формирователя 23, который через вход 53 связан с выходом датчика 14. Выход счетчика 21 соединен с входом 22 и с входом 54 блока 22 и с входом 55 управляющего элемента 56 механизма 12.

Блок 22 имеет прямой вход 51 от датчика 14, вход 58 от этого же датчика через формирователь 23, а также управляющие входы 59 и 60, связанные с выходами блока 24, который входом 61 связан с выходом 19, входами 62 и 63 с выходами блока 22, а входом 64 с датчиком 14.

Схема блока 22 формирования режимов работы автомата представлена на фиг. 2.

Блок 22 содержит генератор 65 рабочих импульсов, обеспечивающих вращение шаговых приводов 4 (фиг. 1) и 11, схему 66 (фиг. 2) формирования сигнала о направлении перемещения изделия 8 (фиг. 1) в процессе обработки, формирующую знак направления вращения привода 11, схему 67, формирующую сигнал прекращения вращения шпинделя 7 (фиг. 1) с изделием 8 при достижении углового положения, являющегося исходным для обработки очередной канавки, коммутирующее устройство 68 (фиг. 2) обеспечивающее управление включением и выключением приводов 4 (фиг. 1) и 11 в зависимости от состояния схем управления.

В состав блока 22 входит также схема 69 ИЛИ (фиг. 2). Схема 66 содержит триггер 70, схема 67 содержит триггер 71 и схему 72 И, ИЛИ, в состав коммутирующего устройства 68 входят схемы 73И и 74И.

Генератор 65 подключен к импульсным входам 75 и 76 схем 73 И, 74 И, а также к входу 62 (фиг. 1) блока 24. К другим входам 77 и 78 (фиг. 2) схем 73И и 74И подключен датчик 14 (фиг. 1) через выход 57 блока 22, а к выходам 79 и 30 (фиг. 2) этих схем подключен выход счетчика 21 (фиг. 1) через вход 54 блока 22, кроме того, вход 81 (фиг. 2) схемы 73И связан с инверсным выходом триггера 71.

Выход схемы 73 И связан с входом 41 (фиг. 1) делителя 27, а выход схемы 74 И (фиг. 2) связан с входом 42 (фиг. 1) делителя 28.

Датчик 14 через вход 53 формирователя 23 и вход 58 блока 22 подключен к входу 82 триггера 70 и к входу 83 схемы 69 ИЛИ, которая выходом связана с входом 48 (фиг. 1) счетчика 20.

Счетчик 20 через вход 49 блока 22 подключен к входу 84 триггера 70, к входу 85 схемы 69 ИЛИ, к входу 86 схемы 72 ИЛИ. Второй вход 87 схемы 72 ИЛИ связан с блоком 24 (фиг. 1) через вход 59, а выход этой схемы подключен к входу 88 (фиг. 2) триггера 71. Вход 89 триггера 71 подключен к прямому выходу триггера 70, а вход 90 связан с блоком 24 (фиг. 1) через вход 60.

Инверсный выход триггера 70 (фиг. 2) связан с блоком 24 (фиг. 1) через вход 63 и подключен также к входу 91 (фиг. 2) этого же триггера, а прямой выход связан с блоком 21 (фиг. 1) через вход 51 и с распределителем 30 через вход 40.

Схема блока 24 (фиг. 1) поиска ближайшей позиции, в которой канавка не обработана, представлена на фиг. 3.

Блок 24 содержит блок 92 (фиг. 3) формирования числа импульсов интервала позиционирования, счетчик 93 импульсов, соответствующих текущему значению угла поворота изделия в пределах соответствующего интервала позиционирования, счетчик 94 номера интервала позиционирования, блок 95 регистров хранения информации о позициях, в которых канавки уже обработаны, селектор 96 адреса регистров, программируемую логическую матрицу 97, сумматоры 98 и 99, мультиплексоры 100, 101 и 102, регистры 103-106, компараторы 107 и 108, схемы И 109-116, схемы ИЛИ 117-123, триггер 124, элементы задержки 125-129.

Вход 46 (фиг. 1) блока 24, связанный с выходом делителя 27, подключен к счетному входу 130 (фиг. 3) счетчика 93. Вход 64 (фиг. 1) блока 24, связанный с датчиком 14, подключен через вход 131 схемы 119 ИЛИ к установочному входу 132 счетчика 93, через вход 133 схемы 120 ИЛИ к входу 134 блока регистров 95, и через вход 135 схемы 118 ИЛИ к установочному входу 136 счетчика 94.

Вход 62 (фиг. 1) блока 24, связанный с выходом блока 22, подключен через вход 132 (фиг. 3) схемы 109 И, через вход 138 схемы 117 ИЛИ к счетному входу 139 счетчика 94.

Вход 61 (фиг. 1) блока 24, связанный с выходом блока 19 задания числа винтовых канавок, подключен к входу 140 (фиг. 3) компаратора 107 и к входу 141 блока 92.

Вход 50 (фиг. 1) блока 24, связанный с выходом счетчика 20 счета импульсов длины обработки, подключен к входу 142 мультиплексора 102, и через вход 143 схемы 112 И и вход 144 элемента 128, к входу 145 регистра 105, а также, через вход 140 схемы 121 ИЛИ, к входу 147 регистра 104. Вход 50 (фиг. 1) подключен также к входу 148 сумматора 98 и, через вход 149 схемы 122 ИЛИ и вход 150 элемента 125, к входу 151 сумматора 99, и еще через вход 152 элемента 126 на вход 153 регистра 104, через вход 155 схемы 112 И и вход 144 элемента 128 к входу 156 триггера 124, а также, через вход 157 элемента 127, вход 158 схемы 113 И, к входу 159 регистра 106 и, через вход 160 элемента 129, к входу 161 компаратора 108, к входу 162 триггера 124, к входу 163 схемы 119 ИЛИ, к входу 164 схемы 120 ИЛИ, к входу 60 (фиг. 1) блока 22.

Вход 63 блока 24, связанный с выходом блока 22, подключен через вход 165 (фиг. 3) схемы 115 И и к входу 39 (фиг. 1) распределителя 29, а через вход 166 (фиг. 3) схемы 116 И к выходу 59 (фиг. 1) блока 22.

Прямой выход триггера 124 (фиг. 3) подключен к входу 167 схемы 113 И, к входу 168 блока 92, к входу 169 схемы 109 И и, через вход 170 схемы 114 И, на вход 171 мультиплексора 102 и на вход 172 схемы 122 ИЛИ, еще один вход 173, который связан с выходом программируемой логической матрицы 97. Второй выход матрицы 97 подключен к входу 174 схемы 114 И, через вход 175 схемы 110 И к входу 176 регистра 103, а через вход 177 схемы 111 И и через вход 178 схемы 121 ИЛИ к входу 147 регистра 104. Инверсный выход триггера 124 подключен к входу 179 схемы 111 И и к входу 180 схемы 110 И.

Информационный вход 181 счетчика 93 связан с выходом мультиплексора 100, а выход этого счетчика подключен к входу 182 матрицы 97, к входу 117 ИЛИ и далее к входу 134 счетчика 94, к входу 185 схемы 116 И, а также через вход 186 схемы 119 ИЛИ к установочному входу 132 этого же счетчика. Информационный выход счетчика 93 подключен к входу 187 сумматора 98 и к входу мультиплексора 102. Информационный выход счетчика 94 подключен к входу 189 компаратора 107, к входу 190 регистра 103, к входу 191 блока 92 и к входу 192 мультиплексора 101. Выход компаратора 107 подключен к входу 193 схемы 118 ИЛИ. Выходы блока 92 подключены к входу 194 мультиплексора 102, к входу 195 сумматора 98 и к входу 196 мультиплексора 100. Мультиплексор 100 имеет вход 197, связанный с выходом регистра 106, вход 198, связанный с выходом регистра 105, вход 199, связанный с выходами компаратора 108 через входы 200 и 201 схемы 123 ИЛИ, а также вход 202, связанный с другим выходом компаратора 108, который подключен также к входу 203 схемы 115 И и к входу 204 мультиплексора 101. Мультиплексор 101 имеет вход 205, связанный с выходом регистра 103, и выходом подключен к входу 206 селектора 96, выход которого подключен к входу 207 блока регистров 95. Выход блока регистров 95 подключен к входу 205 программируемой логической матрицы 97. Мультиплексор 102 имеет вход 209, связанный с выходом сумматора 98, и выход, подключенный к входу 210 сумматора 99. Второй информационный вход 211 сумматора 99 связан с выходом регистра 104, а выход этого сумматора подключен к входу 212 регистра 104. Выход регистра 104 подключен также к входам 213 и 214 регистров 105 и 106. Выход регистра 105 подключен к входу 215, а регистр 106 подключен к входу 216 компаратора 108. Счетчик 94, блок регистров 95 и триггер 124 имеют входы 217, 218 и 219, на которых постоянно присутствует сигнал, уровень которого соответствует логической единице.

Работа автоматического станка и системы управления в цикле начинается с установки изделия 8 (фиг. 1) в цангу 10 с помощью манипулятора (не показан) и зажима 8 в цанге 10 с помощью механизма 9. После этого бабка 6 поршневым приводом 12 перемещается по направляющим 5 в зону обработки, где изделие 8 своим передним концом ложится на поддерживающую призму 13, а упор 15 воздействует на датчик 14. Обрабатывающий инструмент 16 с помощью механизма 17 опускается и приводится в контакт с изделием 8. С выхода датчика 14 на вход 57 блока 22 поступает сигнал, который, попадая на входы 77 (фиг. 2) и 78 схем 73 И и 74 И, готовит их к прохождению импульсов рабочей частоты, поступающих с выхода генератора 65 на вход 75 и 76 схем 73 И и 74 И. Сигнал с выходом датчика 14 (фиг. 1) поступает также на вход 53 формирователя 23, где формируется импульс, длительность которого достаточна для предустановки триггерных схем блока 22 в исходное состояние. С выхода формирователя 83 (фиг. 2) схемы 69 ИЛИ и с выхода этой схемы на установочный вход 48 (фиг. 1) счетчика 20. По этому сигналу счетчик 20 устанавливается в исходное состояние, при котором в счетчике 20 фиксируется двоичный код суммы импульсов, которую должен отработать шаговый привод 4 при обработке винтовой канавки заданной длины. Этот код поступает на информационный вход 33 счетчика 20 с выхода блока 18, посредством которого оператор устанавливает число, соответствующее длине обработки. В дальнейшем счетчик 20 работает на вычитание импульсов, поступающих с выхода делителя 28 на вход 47 счетчика 20 одновременно с началом поступления их на привод 4.

Сигнал с выхода формирователя 23 поступает также на вход 52 счетчика 21. По этому сигналу счетчик 21 устанавливается в исходное состояние, при котором в нем фиксируется двоичный код числа обрабатываемых канавок. Этот код поступает на информационный вход 34 счетчика 21 с выхода блока 19, посредством которого оператор устанавливает число, соответствующее количеству обрабатываемых винтовых канавок. В дальнейшем счетчик 21 работает на вычитание и, после обработки каждой канавки, по сигналу на вход 51, содержимое уменьшается на единицу. Сигнал с выхода датчика 14 (фиг. 1) поступает также на вход 64 блока 24 и через вход 135 (фиг. 3) схемы 118 ИЛИ на установочный вход 136 счетчика 94.

В счетчике 94 устанавливается двоичный код, соответствующий первому номеру интервала позиционирования. С выхода счетчика 94 этот код поступает на вход 191 блока 92, на вход 141 которого с выхода блока 19 (фиг. 1) задания числа канавок через вход 61 блока 24 поступает двоичный код числа обрабатываемых канавок.

По состоянию входов 14 (фиг. 3) и 91 на выходе блока 92 появляется код числа импульсов углового шага между первой и второй позициями. Этот код поступает на вход 196 мультиплексора 100, управляющие входы 199 и 202 которого находятся в таком состоянии, что этот код проходит на вход 181 счетчика 93.

Код, соответствующий номеру первой канавки, с выхода счетчика 94 поступает также на первый информационный вход 192 мультиплексора 101, управляющий вход 204 которого находится в таком состоянии, что этот код проходит на вход 206 селектора 96.

На выходе селектора 96 появляется адрес регистра, соответствующего первой позиции. Этот адрес поступает на адресный вход 207 блока регистров 95, в регистр первого интервала записывается единица.

Таким образом, на информационных входах счетчика 93 импульсов текущего углового положения изделия установлен код числа импульсов углового интервала между первой и второй позициями обработки, а на адресных входах блока 95 регистров установлен адрес регистрации первой позиции.

По заданному фронту сигнала, поступающего с выхода датчика 14 (фиг. 1) через вход 64 блока 24 на вход 131 (фиг. 3) схемы 119 ИЛИ, на вход 132 счетчика 93, в счетчике записывается код, установленный на входе 181. По этому же сигналу, поступающему через вход 133 схемы 120 ИЛИ на вход 134 блока 95, в регистр, соответствующий первой позиции, записывается логическая единица, присутствующая на входе 218.

Сигнал с выходом формирователя 23 поступает также на вход блока 22 и далее на вход 82 (фиг. 2) триггера 70. По этому сигналу на прямом выходе триггера 70 устанавливается потенциал, соответствующий логической единице, который поступает на знаковый вход 40 (фиг. 1) распределителя 30, определяя тем самым вращение шагового привода 4 в направлении, обеспечивающем рабочую подачу изделия.

Одновременно с установкой кода в счетчике 21 с его выхода через вход 54 сигнал поступает на вход 80 (фиг. 2) схемы 74 И, открывая схему для прохождения импульсов рабочей частоты, поступающих на вход 76 и далее на вход 42 (фиг. 1) делителя 28, с выхода которого на вход 38 распределителя 30, с выхода которого на вход 36 усилителя 32 и далее на входы обмоток двигателя шагового привода 4, что приводит двигатель во вращение, и каретка 3 вместе с изделием 8 перемещается по направляющим 2 страницы 1 со скоростью рабочей подачи. Сигнал с выхода счетчика 21 одновременно поступает на вход 79 (фиг. 2) схемы 73 И, чем приводит схему в готовность к пропуску импульсов рабочей частоты, поступающих на вход 75 схемы.

Сигнал с прямого выхода триггера 70 поступает также на вход 89 триггера 71. На инверсном выходе этого триггера устанавливается сигнал, уровень которого соответствует логической единице, и поступает на вход 81 схемы 73 И. По этому сигналу схема 73 И открывается для прохождения импульсов рабочей частоты с выхода генератора 65 через вход 75 схемы 73 И на вход 41 (фиг. 1) делителя 27, с выхода которого на вход 37 распределителя 29, с выхода которого на вход 35 усилителя 31 и далее на входы обмоток двигателя шагового привода 11, что приводит к вращению шпинделя 7 с изделием 8.

Таким образом, изделие 8 вращается от привода 11 и перемещается приводом 4. Совместная работа шаговых приводов 4 и 11, в зависимости от состояния блока 25 программного задания шага обработки и делителей 27 и 28, обеспечивает вращение шпинделя 7 с изделием 8 и перемещение каретки 3, что приводит в процессе обработки инструментом 16 к образованию на изделии 8 винтовой канавки. Шаг винтовой канавки в процессе обработки и при наладке может быть изменен оператором путем набора числа значения шага посредством блока 25. Двоичный код этого числа поступает на вход 45 кодирующего устройства 26, с выходов которого на входы 43 и 44 делителей 27 и 28 поступают соответствующие коэффициенты делений К₁ и К₂. На эти коэффициенты делится опорная частота рабочих импульсов, поступающая на входы 43 и 44 делителей 27 и 28. С выходов делителей преобразованная частота импульсов поступает через распределители 29 и 30 и усилители 31 и 32 на обмотки двигателей привода 4 и 11. Момент, когда на двигатели шаговых приводов начинают поступать импульсы, является моментом начала обработки первой и любой последующей канавки, т.е. исходным угловым положением изделия для обработки канавки.

На первом обороте изделия, одновременно с подачей импульсов на шаговые приводы, импульсы подаются с выхода делителя 27 на вход 46 блока 24 и далее на вход 130 (фиг. 3) счетчика 93. Счетчик в процессе обработки канавки работает на вычитание и после отработки числа импульсов, соответствующего угловому интервалу между первой и второй позициями, на выходе появляется сигнал, который поступает на вход 183 схемы 117 ИЛИ и далее на счетный вход 184 счетчика 94. Содержимое счетчика 94 увеличивается на единицу, и на выходе этого счетчика появляется двоичный код, соответствующий номеру второй позиции. Этот код поступает на вход 191 блока 92 формирования числа импульсов интервала позиционирования, в зависимости от состояния входа 141 этого блока, на который с выхода блока 19 (фиг. 1) задания числа канавок через вход 61 блока 24 поступает код числа обрабатываемых канавок, на выходе блока 92 (фиг. 3) появляется код числа импульсов следующего углового интервала, то есть углового интервала между второй и третьей позициями, причем величина этого интервала может отличаться от предыдущего, что обеспечивает возможность обработки изделий с разными угловыми шагами между канавками.

Код числа импульсов углового интервала с выхода блока 92 поступает на вход 181 счетчика 93 по ранее описанным связям и записывается в нем по сигналу на входе 132, поступающему через вход 186 схемы 119 ИЛИ с выхода этого же счетчика после поворота изделия на первый угловой шаг.

Код номера второй позиции с выхода счетчика 94 поступает также на вход 206 селектора 96 через вход 192 мультиплексора 101. На выходе селектора 96 появляется адрес регистра, соответствующего второй позиции, который поступает на адресный вход 201 блока 95 регистров. В блоке 95 производится выбор второго регистра, и на выходах блока 95 появляется сигнал, уровень которого устанавливается по состоянию входа 218 и соответствует логическому нулю, так как канавка в этой позиции еще не обработана. Этот сигнал поступает на вход 208 программируемой логической матрицы 97, на управляющий вход 182 который приходит сигнал с выхода счетчика 93. На выходах матрицы 97 появляются сигналы управления. Уровни этих сигналов зависят от информации на входе 208 о том, обработана канавка в данной позиции или не обработана.

Поскольку канавка во второй позиции не обработана, то сигнал с выхода матрицы 97 поступает на вход 175 схемы 110 И. На входе 180 этой схемы присутствует сигнал, поступающий с инверсного выхода триггера 124, уровень этого сигнала соответствует логической единице и устанавливается при включении питания по состоянию входа 219 триггера. Этот сигнал разрешает прохождение сигнала с входа 110 И на установочный вход 176 регистра 103. В регистре 103 записывается код номера последней позиции, которую достигло или которую прошло изделие при вращении. Этот код поступает с выхода счетчика 94 на вход 190 регистра 103. Сигнал с выхода 97 поступает также на вход 177 схемы 111 И. На выходе 179 этой схемы присутствует сигнал с инверсного выхода триггера 124, поэтому сигнал с входа 177 схемы 111 И пропускается на вход 178 схемы 111 И, пропускается на вход 178 схемы 121 ИЛИ и далее на вход 147 сбора регистра 104. В регистре 104 предыдущая информация стирается.

Описанная последовательность действий повторяется при отработке, в процессе вращения изделия, каждого углового шага до завершения полного оборота изделия.

После завершения полного оборота изделия в компараторе 107 происходит совпадение кода номера позиции, поступающего на вход 189 с выхода счетчика 94 с кодом числа канавок, поступающим на вход 140 компаратора 107 с выхода блока 19 (фиг. 1). На выходе компаратора 107 (фиг.3) появляется сигнал, поступающий на вход 193 схемы 118 ИЛИ и далее на установочный вход 136 счетчика 94.

Счетчик 94 устанавливается в исходное положение для дальнейшего счета номеров пройденных позиций. Так как канавка в первой позиции уже обрабатывается и информация об этом уже записана в блоке регистров 95, то последовательно дальнейших действий будет другая.

После завершения оборота, изделие снова выходит в первую позицию. Канавка в этой позиции уже обрабатывается и на вход 208 матрицы 97 из регистров, соответствующего первой позиции, подается сигнал, уровень которого соответствует логической единице, который был записан в регистре в начале обработки этой канавки.

На втором выходе матрицы 97 появляется сигнал, поступающий на вход 173 схемы 122 ИЛИ и далее вход 150 элемента задержки 125 на вход 151 сумматора 99. По этому сигналу в сумматоре 99 производится сложение числа импульсов, соответствующих предыдущему угловому интервалу, поступающих на вход 210 сумматора 99 через 194 мультиплексора 102 с выхода блока 92, с числом, хранящимся в регистре 104 и поступающем на вход 211 сумматора. Так как в предыдущей позиции канавка не обработана, и в регистре никакого числа нет, то результатом сложения в сумматоре 99 будет число импульсов, соответствующее предыдущему интервалу.

Этот результат в виде кода с выхода сумматора 99 поступает на вход 212 регистра 104 и записывается в нем по сигналу на входе 150 элемента 125 с выхода схемы 122 ИЛИ, после завершения процесса вычисления в сумматоре 99.

На втором обороте изделия, при выходе изделия во вторую позицию, содержимое регистра 104 стирается по сигналу на входе 147, поступающему по ранее описанным связям. Это повторяется в дальнейшем от позиции к позиции. После завершения второго оборота и выхода изделия снова в первую позицию, последовательность действий повторяется с каждым оборотом до завершения обработки первой канавки.

В момент завершения обработки канавки изделие может находится в любом угловом положении, так что обрабатывающий инструмент 16 (фиг. 1) оказывается между любыми позициями, причем в дальнейшем в некоторых позициях канавки будут уже обработаны, и задача состоит в том, чтобы вывести изделие в ближайшую позицию для обработки не зависимо от того, где находится эта позиция: по ходу вращения изделия или против хода вращения.

Рассматриваем случай, когда в момент окончания обработки канавки изделие находится в таком положении, что обрабатывающий инструмент располагается между двумя необработанными канавками.

Сигнал о завершение обработки канавки поступает с выхода счетчика 20 после его обнуления. Этот сигнал поступает, на вход 49 блока 92 и через вход 86 (фиг. 2) схемы 72 ИЛИ на вход 88 триггера 71. На инверсном выходе триггера устанавливается уровень сигнала, соответствующий логическому нулю, и сигнал поступает на вход 81 схемы 73 И, запрещая прохождение импульсов на привод 11 (фиг. 1) вращения изделия.

Сигнал с выхода счетчика 20 поступает так же через вход 49 блока 22 на вход 84 (фиг. 2) триггера 70. На прямом выходе этого триггера появляется сигнал, уровень которого соответствует логическому нулю. Этот сигнал поступает на знаковый вход 40 (фиг. 1) распределителя 30. Направление вращения привода 4 перемещения изделия меняется, и изделие 8 отводится в исходное положение.

Сигнал с выхода счетчика 20 поступает также на вход 50 блока 24 и далее на вход 148 (фиг. 3) сумматора 98. На вход 195 этого сумматора с выхода блока 92 поступает код числа импульсов углового интервала между позициями, в котором оказался обрабатывающий инструмент в момент остановки вращения изделия, а на вход 187 с выхода счетчика 93 поступает код числа импульсов, на которое необходимо дополнительно повернуть изделие по ходу вращения, чтобы место начала обработки ближайшей канавки оказалось в точке контакта изделия с обрабатывающим инструментом (назовем эту точку "точка О"). В сумматоре 98 производится вычитание этих чисел. Результатом вычитания является число импульсов, на которое необходимо дополнительно повернуть изделие против хода вращения, чтобы место начала обработки ближайшей канавки оказалось в точке Q.

Это число в виде кода поступает на вход 209 мультиплексора 102. Сигнал на входе 142 мультиплексора 102, поступающий с выхода счетчика 20 (фиг. 1) через вход 50 блока 24, переключает прохождение информации с входа 209 мультиплексора на вход 210 сумматора 99. По сигналу на входе 151, сумматора 99, поступающему с выхода счетчика 20 (фиг. 1) через вход 149 схемы 122 ИЛИ, и через вход 150 элемента 125, в сумматоре 99 производится сложение содержимого, поступившего на входе 210 с содержимым регистра 104, поступающим на вход 211 сумматора с выхода этого регистра. Так как точка Q находится между позициями, в которых канавки не обработаны, и поэтому в регистре 104 никакого числа нет, то результатом сложения в сумматоре 99 будет число импульсов, на которое необходимо дополнительно повернуть изделие против хода вращения, чтобы место начала обработки ближайшей канавки вывести в точку Q. Указанное число в виде кода с выхода сумматора 99 поступает на вход 212 регистра 104 и записывается в нем по сигналу на входе 153, поступающему с выхода матрицы 97 по ранее описанным связям.

Сигнал управления, подаваемый на вход 153 регистра 104, поступает также на вход 155 схемы 112 И. Так как на входе 143 этой схемы присутствует сигнал, поступающий с выхода счетчика 20 (фиг. 1), то указанный сигнал управления через вход 144 элемента 128 поступает на вход 145 регистра 105. По этому сигналу в регистр 105 записывается код числа импульсов, поступающих на вход 213 с выхода промежуточного регистра 104.

Сигнал управления, поступающий на вход 145 регистра 105 поступает также на вход 146 схемы 121 ИЛИ и далее на вход 147 регистра 104. По этому сигналу в промежуточном регистре 104 информация стирается. Этот же сигнал поступает на вход 156 управления триггера 124 на выходах триггера меняются уровни сигналов. С прямого выхода триггера 124 сигнал поступает на вход 169 схемы 109 И, открывая схему для прохождения импульсов с выхода генератора 65 (фиг. 2) через вход 62 (фиг. 1) блока 24, вход 137 (фиг. 3) схемы 109 И и вход 138 схемы 117 ИЛИ на вход 184 счетчика 94. В счетчике 94 к этому времени был установлен номер позиции, которая последней прошла точку Q при вращении до момента окончания обработки канавки. Теперь же содержимое счетчика 94 увеличивается на единицу и на выходе счетчика появляется двоичный код числа, соответствующего номеру следующей по ходу вращения позиции. Код этого числа поступает на вход 191 блока 92. На вход 168 этого блока поступает сигнал с прямого выхода триггера 124. Как было описано выше, в отсутствие сигнала на входе 168 блока 92 на выходе этого блока, подключенном к входу 194 мультиплексора 102, формировался двоичный код числа импульсов углового интервала, предшествующего номеру позиции, которая последней прошла точку Q. Теперь же, когда на вход 168 блока 92 подан сигнал, на выходе блока 92 формируется двоичный код числа импульсов углового интервала следующего за позицией, которая первой придет в точку Q при дальнейшем вращении изделия.

Этот код через вход 194 мультиплексора 102 поступает на вход 210 сумматора 99. Код номера позиции с выхода счетчика 94 поступает также на вход 206 селектора 96 по ранее описанным связям. Селектор 96 выбирает соответствующий этому номеру регистр блока 95. Информация с выбранного регистра поступает на вход 208 матрицы 97, и на выходах матрицы формируются управляющие сигналы. Так как точка Q находится между позициями, канавки в которых не обработаны, то уровень сигналов, поступающих с выхода матрицы 97 на вход 173 схемы 122 ИЛИ соответствует логическому нулю. На другом выходе матрицы 97 уровень сигнала соответствует логической единице. Этот сигнал поступает на вход 174 схемы 114 И. На другой вход 170 этой схемы с прямого выхода триггера 124 поступает сигнал, уровень которого соответствует логической единице, поэтому управляющий сигнал с входа 170 схемы 114 И поступает на вход 171 мультиплексора 102.

На вход 188 этого мультиплексора с выхода счетчика 93 поступает код числа импульсов, на которое необходимо дополнительно повернуть изделие, чтобы следующая по ходу вращения позиция вышла в точку Q.

По сигналу на входе 171 в мультиплексоре происходит переключение прохождения информации с входа 188 на вход 210 сумматора 99. В сумматоре производится сложение числа, поступившего с выхода счетчика 93 с числом, записанным в промежуточный регистр 104. Так как в регистре 104 число отсутствует, то на выходе сумматора появляется код числа, равного поступившему, то есть код числа импульсов, которое необходимо отработать шаговому приводу, чтобы повернуть изделие следующей по ходу вращения позицией в точку Q. Это число записывается в регистре 104 по ранее описанной схеме.

Сигнал управления, поступивший на вход 153 регистра 104, поступает также через вход 157 элемента 127 и далее на вход 158 схемы 113 И. Так как на входе 167 этой схемы присутствует сигнал, уровень которого соответствует логической единице, поступающий с выхода триггера 124, то сигнал с входа 158 проходит на вход 159 регистра 106. По этому сигналу в регистр 106 записывается информация, поступающая на вход 214 с выхода регистра 104. Таким образом, в регистре 105 записан код числа импульсов, на которое необходимо дополнительно повернуть изделие против хода вращения, а в регистр 106 записан код числа импульсов, на которое необходимо дополнительно повернуть изделие по ходу вращения.

Сигнал записи, поступающий на вход 159 регистра 106 поступает также на вход 160 элемента 129 и далее на вход 161 компаратора 108. В компараторе 108 производится сравнение информации, поступающей на входы 215 и 216 с выходом регистров 105 и 106. В соответствии с результатом сравнения на выходах компаратора 108 появляются управляющие сигналы. Если число, поступающее с выхода регистра 105, меньше числа, поступающего с выхода регистра 106, то сигналы, поступающие с выходов компаратора 108 на входы 199 и 202 мультиплексора 100, обеспечивают соединение информационного выхода регистра 105 через вход 198 мультиплексора с входом 181 счетчика 93. Если же число, поступающее с выхода регистра 105 больше числа, поступающего с выхода регистра 106, то вход 199 мультиплексора соединяется с выходом компаратора через вход 201 схемы 123 ИЛИ, и мультиплексора с входом 181 счетчика 93. Если числа в регистрах равны, то вход 199 мультиплексора 100 соединяется с выходом компаратора 108 через вход регистра 200 схемы 123 ИЛИ, и мультиплексор опять же соединяет выходы регистра 106 с входом 181 счетчика 93 через вход 197.

Сигнал, поступающий на вход 159 регистра 106, поступает также через вход 160 элемента 129 и вход 163 схемы 119 ИЛИ на вход 132 счетчика 93 и в счетчике производится запись кода, соответствующего числа импульсов, поступившего на вход 181.

Сигнал с выхода компаратора 108 поступает также на вход 204 мультиплексора 101. Так как состояние этого сигнала зависит от результатов сравнения числа в компараторе 108, то в мультиплексоре 101 происходит переключение прохождения информации на вход 206 селектора 96, либо с входа 192 от счетчика 94, в котором в данный момент записан номер ближайшей позиции по ходу вращения изделия, либо с входа 205 от регистра 103, в котором в данный момент записан номер ближайшей позиции против хода вращения изделия. Селектор 96 выбирает регистр в блоке 95 по ходу 207 этого блока и записывает в нем сигнал, уровень которого соответствует логической единице. Запись производится по сигналу на входе 204 селектора 96, который поступает на входе селектора по той же цепочке связей, что и сигнал на входе 159 регистра 106.

Таким образом, в счетчике 93 оказалось записанным число импульсов, на которое необходимо дополнительно повернуть изделие. Направление поворота зависит от того, с выхода какого регистра поступает информация. Если на выходе компаратора 108 появилась информация о том, что число в регистре 105 меньше числа в регистре 106, сигнал с выхода компаратора поступает также на вход 203 схемы 115 И. Вход 165 этой схемы связан через вход 63 (фиг. 1) блока 24 с выходом триггера 70 (фиг. 2) и на этом входе присутствует сигнал, уровень которого соответствует логической единице только тогда, когда изделие приводом 4 (фиг. 1) отводится в исходное положение. Поэтому изменение направления вращения привода 11 возможно только при отводе изделия в исходное положение.

Сигнал на входе 165 (фиг. 3) схемы 115 И разрешает прохождение сигнала с выхода компаратора 108 через вход 203 схемы 115 И на вход 39 (фиг. 1) распределителя 99, устанавливая направление дополнительного поворота изделия.

Информация о позиции, в которую производится дополнительный поворот, записана в соответствующем регистре блока 95 и будет учитываться в дальнейшем при поиске ближайшей позиции для обработки очередной канавки.

Сигнал управления, поступающий на вход 159 регистра 106, поступает также на вход 156 триггера 162, и триггер приводится в исходное состояние, а также на вход 60 (фиг. 1) блока 22 и далее на вход 90 (фиг.2) триггера 71, который переключается, разрешая прохождение импульсов через схему 73 И на привод 11 вращения после завершения всех операций.

С началом дополнительного поворота изделия импульсы с выхода делителя 27 (фиг. 1) поступают также на вход 46 блока 24 и далее на вход 130 счетчика 93. Счетчик работает на вычитание содержимого, соответствующего числу импульсов до ближайшей позиции и после обнуления счетчика. Сигнал с его выхода поступает на вход 185 схемы 116 И. На вход 166 этой схемы через вход 63 (фиг. 1) блока 22 поступает сигнал с выхода триггера 70 (фиг. 2). Сигнал проходящий с входа 185 (фиг. 3) схемы 116 И на вход 59 (фиг. 1) блока 22 и далее через вход 88 триггера 71. Триггер 71 переключается, запрещая прохождение импульсов через схему 73 И на шаговый привод 11 (фиг. 1), вращение которого прекращается.

Таким образом, изделие вышло в позицию для обработки очередной канавки. Далее процесс углового позиционирования при обработке всех последующих канавок происходит аналогично.

Использование: область машиностроения. Сущность изобретения: система управления приводами автомата обеспечивает винтовое движение изделия, угловое позиционированное изделия при обработке винтовых канавок, а также поиск ближайшей позиции, где винтовая канавка не обработана, и дополнительный поворот изделия по ходу или против хода вращения до выхода в эту позицию, и обеспечивает также угловое позиционирование при обработке изделия с неравным угловым шагом. Система управления содержит дополнительно блок поиска ближайшей позиции, в которой канавка не обработана. В состав этого блока входят блок формирования числа импульсов интервала позиционирования, счетчик числа импульсов, соответствующих текущему угловому положению изделия, счетчик номера интервала позиционирования, блок регистров хранения информации о позициях, в которых канавки уже обработаны, селектор адреса регистров, регистр номера интервала позиционирования, программируемая логическая матрица, первый и второй сумматоры, первый, второй и третий мультеплексоры, первый, второй и третий регистры, первый и второй компараторы, триггеры, а также схемы И, ИЛИ и элементы задержки. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Система управления приводами станка-автомата для обработки винтовых канавок на изделии, содержащая первый шаговый привод для возвратно-поступательного перемещения изделия, второй шаговый привод вращения изделия, который совместно с первым шаговым приводом обеспечивает изделию винтовое движение, блок программного задания числа винтовых канавок, блок программного задания длины обработки, счетчик числа импульсов, соответствующих длине обработки, соединенный с блоком программного задания длины обработки, счетчик винтовых канавок, соединенный с блоком программного задания числа винтовых канавок, блок программного задания шага обработки, связанный через кодирующее устройство с соответствующими делителями частоты импульсов, датчик индексации крайних исходных положений изделия, блок формирования режимов работы автомата, входы которого связаны с выходами указанных счетчиков, а выходы подсоединены к импульсным входам делителей частоты импульсов, кодоимпульсные выходы которых через распределители импульсов связаны с входами соответствующих усилителей мощности, подключенных к обмоткам двигателей первого и второго шаговых приводов, кроме того, знаковый выход блока формирования режимов работы автомата связан со знаковым входом распределителя импульсов первого шагового привода перемещения изделия и с установочным входом счетчика винтовых канавок, а другой выход с установочным входом счетчика импульсов длины обработки, отличающаяся тем, что система содержит дополнительно блок поиска ближайшей позиции для обработки канавки, который содержит блок формирования числа импульсов, соответствующих текущему угловому положению изделия в пределах соответствующего интервала позиционирования, блок регистров хранения информации о позициях, в которых канавки уже обработаны, селектор адреса регистров, регистр номера интервала позиционирования, программируемую логическую матрицу, первый и второй сумматоры, первый, второй и третий мультиплексоры, первый, второй и третий регистры, первый и второй компараторы, триггер, а также первую, вторую, третью, четвертую, пятую, шестую, седьмую и восьмую схемы И, первую, вторую, третью, четвертую, пятую, шестую и седьмую схемы ИЛИ, первый, второй, третий, четвертый и пятый элементы задержки, причем счетный вход счетчика числа импульсов текущего углового положения изделия связан с выходом делителя второго шагового привода, установочный вход этого счетчика связан через третью схему ИЛИ с датчиком индексации положения изделия, информационный вход этого счетчика связан с выходом первого мультиплексора, а выходы счетчика связаны с входом первого сумматора и второго мультиплексора, выход датчика индексации положений изделия связан также через четвертую схему ИЛИ с входом блока регистров и через вторую схему ИЛИ с входом счетчика номера интервала позиционирования, счетный вход которого через последовательно соединенные первую схему ИЛИ и первую схему И связан с выходом блока формирования режимов работы, а также с выходом счетчика импульсов текущего углового положения и с выходом триггера, а выходы этого счетчика связаны с входом первого компаратора, а также с входом регистра номера интервала позиционирования, с входом третьего мультиплексора и с входом блока формирования числа импульсов интервала позиционирования, информационный вход которого связан с выходом блока программного задания числа винтовых канавок, установочный вход связан с выходом триггера, а выходы связаны с входом второго мультиплексора, с входом первого сумматора и с входом первого мультиплексора, выход блока задания числа винтовых канавок связан также с входом первого компаратора, выход которого через вторую схему ИЛИ связан с установочным входом счетчика номера интервала позиционирования, выход счетчика импульсов длины обработки связан с входом второго мультиплексора, с входом первого сумматора и с входом блока формирования режимов работы автомата, через последовательно соединенные четвертую схему И и четвертый элемент задержки с входом второго регистра, через последовательно соединенные четвертую схему И, четвертый элемент задержки и пятую схему ИЛИ с входом первого регистра, через последовательно соединенные четвертую схему И и четвертый элемент задержки с входом триггера, через соединенные последовательно шестую схему И, первый элемент задержки, второй элемент задержки с входом первого регистра, через соединенные последовательно шестую схему ИЛИ и первый элемент задержки с входом второго сумматора, через соединенные последовательно шестую схему ИЛИ, первый элемент задержки и второй элемент задержки с вторым входом второй схемы И, через последовательно соединенные шестую схему ИЛИ, первый элемент задержки, второй элемент задержки, третий элемент задержки и пятую, схему И с входом третьего регистра, выход пятой схемы И связан также через пятый элемент задержки с входом триггера и с входом второго компаратора, а через четвертую схему ИЛИ с входом блока регистров, выход блока формирования режимов работы автомата связан с входом распределителя импульсов второго шагового привода, выход первого сумматора связан с входом второго мультиплексора, второй установочный вход которого через шестую схему И связан с выходом программируемой логической матрицы, а выход этого мультиплексора связан с информационным входом второго сумматора, имеющего выход на информационный вход первого регистра, выход которого связан с информационными входами второго и третьего регистров, а также с вторым информационным входом второго сумматора, информационные выходы второго и третьего регистров связаны соответственно с входами первого мультиплексора и с входами второго компаратора, выход которого связан с входами первого и третьего мультиплексоров, а также с входами второго компаратора, а два других выхода второго компаратора через седьмую схему ИЛИ связаны с вторым установочным входом первого мультиплексора, информационный вход третьего мультиплексора связан с выходом регистра номера интервала позиционирования, а выход этого мультиплексора связан с информационным входом селектора адреса регистра, выход которого связан с входом блока регистров, имеющим выход, связанный с первым входом программируемой логической матрицы, второй вход которой связан с выходом счетчика импульсов текущего углового положения, а выход подключен через вторую схему И к входу регистра номера интервала позиционирования и связан также с вторым входом шестой схемы ИЛИ, второй выход программируемой логической матрицы связан с третьим входом шестой схемы ИЛИ, выход счетчика импульсов текущего углового положения изделия связан с входом восьмой схемы И, первый выход триггера через вторую схему И связан с входом регистра номера интервала позиционирования, а через третью схему И и пятую схему ИЛИ с первым установочным входом первого регистра, второй выход триггера через пятую схему И связан с установочным входом третьего регистра, а установочный вход счетчика импульсов текущего углового положения связан с выходом этого же счетчика через третью схему ИЛИ. 2. Система управления по п. 1, отличающаяся тем, что блок формирования режимов работы содержит генератор рабочих импульсов, схему ИЛИ, схему формирования сигнала о направлении перемещения изделия, содержащую триггер, схему формирования сигнала на останов вращения изделия, содержащую триггер и схему И, коммутатор сигналов, содержащий первую и вторую схемы И, причем первый вход триггера схемы формирования сигнала о направлении перемещения изделия связан через формирователь сигналов с датчиком индексации положений изделия, второй вход этого триггера связан с выходом счетчика импульсов длины обработки, третий вход этого триггера связан с его инверсным выходом, который связан также с входом блока поиска ближайшей позиции, первый вход схемы ИЛИ связан с выходом счетчика импульсов длины обработки, второй вход этой схемы связан через формирователь сигналов с выходом датчика индексации положений изделия, а выход этой схемы связан с входом счетчика импульсов длины обработки, первый вход триггера схемы формирования сигнала на останов вращения изделия связан через первый вход схемы ИЛИ с выходом счетчика импульсов длины обработки и через второй вход этой схемы с выходом счетчика импульсов текущего углового положения изделий блока поиска ближайшей позиции, второй вход триггера схемы формирования сигнала на останов вращения изделия связан с прямым выходом триггера схемы формирования сигнала о направлении перемещения изделия, который связан также с входом счетчика винтовых канавок, а также со знаковым входом распределителя импульсов первого шагового привода, третий вход этого триггера связан с выходом программируемой логической матрицы блока поиска ближайшей позиции, а инверсный выход этого триггера связан с входом первой схемы И коммутатора сигналов, обе схемы И которого имеют входы, связанные с генератором рабочих импульсов, входы, связанные с выходами счетчика винтовых канавок, и входы, связанные напрямую с датчиком индексации положений изделия, при этом выход первой системы И связан с входом делителя первого шагового привода, а выход второй схемы И связан с входом делителя второго шагового привода и, кроме того, генератор импульсов связан с входом счетчика номера интервала позиционирования блока поиска ближайшей позиции.