Устройство для кинематического дробления стружки на токарных станках с числовым программным управлением Советский патент 1983 года по МПК G05B19/02 

(k) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КИНЕМАТИЧЕСКОГО ДРОБЛЕНИЯ СТРУЖКИ НА ТОКАРНЫХ СТАНКАХ С ЧИСЛОВЫМ ПРОГРАММНЫМ Изобретение относится к числово.му программному управлению (ЧПУ) металлорежущим оборудованием и предназ начено для использования при обработ ке деталей на токарных станках с ЧПУ Известно устройство для дробления стружки на токарных станках с програ мным управлением, содержащее блок уп равления, подключенный к шаговому двигателю суппорта, генератор частоты, счетчик импульсов, дешифратор,, делители частоты, элементы И .и НЕ, зада.тчик коэффициентов деления, пере ключатель и триггер, единичный вход и выход которого соединены соответст венно с выходом первого делителя частоты и с первым входом первого элемента И, второй вход, и выход .которого подключены к выходу второго делителя частоты и ко входу блока управления соответственно, выход генератора частоты соединен с первым входом второго элемента И и через второй делитель частоты со входом перУПРАВЛЕНИЕМвого делителя частоты, управляющий вход которого и управляющий вход третьего делителя частоты подключены к задатчику коэффициента деления, выход второго элемента И через третий делитель частоты соединен со счетным входом счетчика, выход которого через последовательно соединенные дешифратор, переключатель и элемент НЕ подключен к нулевому входу триггера , нулевой и единичный выходы которого соединены соответственно с управляющим входом счетчика и со вторым входом второго элемента И fl}. Устройство обеспечивает прерывистую подачу инструмента. Возможна руч.ная регулировка частоты прерываний и их скважности. Наиболее близким техническим решением к изобретению является устр 1стао для кинематического дробления стружки на токарных станках с числовым программным управлением, содержащее датчик углового перемещения шпинделя, выходом соединенный с первым входом первого умножителя, блок программного управления, первый выход которого соединен с шаговым двигателем продольной подачи, второй выходс шаговым двигателем поперечной подачи и с первым входом первого счетчика импульсов, второй и третий входы которого подключены к третьему и к четвертому выходам блока программного управления соответственно, последовательно соединенные задатчик паузы, первый блок сравнения, триггер и второй счетчик импульсов, выходом : соединенный с вторым входом перч5 вого блока сравнения, и последовательно соединенные задатчик длины стружки, второй блок сравнения, выходом подключенный к второму входу триггер а вторым входом - к выходу третьего счетчика импульсов, вход которого подключен к выходу первого умножителя 2. В известных устройствах движение инструмента осуществляется по з кону: рабочий ход, пауза, опять рабочий ход, опять пауза ит„д. Bd вре мя рабочего хода инструмент движетс с запрограммированной подачей и при этом снимаются стружки, а во время паузы инструмент стоит на месте и за счет этого осуществляется подрез ка стружки. В известных устройствах переход .от рабоч€;го хода к паузе осуществляется путем отключения с помощью вентиля импульсной последовательности, которая поступает на привод продольной подачи станка и частота которой постоянна в пределах рабочего хода и соответствует запрограм мированному значению подачи о Переход же от пау.зы к рабочему ходу осуществляется путем подключения с помощью того же вентиля импульсной последовательности„ Современные приводы подач станка с ЧПУ по разным причинам (например из-за возможного срыва слежения по положению и потери одного или более шагов датчика положения) допускают скачкообразное изменение частоты импульсов на их ходе лишь на величину, соответствующую наибольшему изменению подачи. Следовательно, простое прерывание этой частоты, как это имеет место в известных устройствах, возможно лишь для небольших значений подач (не. более 0,1-0,2 м/мин). Это делает неВОзможным вести обработку со стружкодроблением на больших подачах, где производительность обработки выше, и ограничивает, таким образом,

область применения известных устройств.

Кроме того, длина стружки, снимаемая за рабочий ход, зависит от величины перемещения инструмента за рабочий ход, а также от режима резания (величины подачи, скорости вращения шпинделя и диаметра точения). Регулировка длины стружки в известных устройствах осуществляется вручную путем изменения величины перемещения за рабочий ход. Эффективность подрезки стружки во время паузы зависит от времени паузы. Если это время мало, то стружка может вообще не подрезаться, если же оно велико, то уже после того как стружка подрежется инструмент будет некоторое время бесполезно простаивать, что неоправданно снизит производительность обработки о Эффективное же время паузы, т.е„ минимальное время, достаточное для подрезки стружки, зависит от скорости вращения шпинделя и диамеТра точения, В известных устройствах возможна ручная регулировка времени паузы. Таким образом, длина стружки иэффективное время паузы зависят от ряда факторов, которые надо учитывать каждый раз при ручной настройке устройства. При изменении хотя бы одного из этих факторов необходимо перенастраивать известное устройство, в противном случае снизится эффективность стружкодробления (стружка может получаться очень большой длины или же вообще не дробит ся, на паузах может теряться вхолостую довольно большая часть времени обработки). Например, если обработка разных участков одной детали ведется на разных режимах резания, то для сохранения эффективного стружкодробления при изменении режима резания, необходимо перестраивать устройство, что во многих случаях вообще невозможно, так как для этого надо прорвать обработку Перестраивать устройство необходимо также каждый раз при переходе к обработке детали другого типа. Необходимость ручной перенастройки известного устройства каждый раз при переходе к обработке детали другого типа, а также в отдельных случаях при переходе к обработке другого участка одной и той же детали, существенно ограничивает его функциональные возможности. Недостатками известных устройств являются узкая область применения и ограниченные функциональные возможности. . Цель изобретения - расширение области применения устройства путем обеспечения возможности вести обработку со стружкодроблением при любых значениях подачи, а.также расшире-. ние его функциональных вбзможностей nyteM обеспечения самонастройки устройства на дробление стружки определенной длины и на эффективное время паузы при любых режимах резания и ди аметрах точения. Поставленная цель достигается тем что в устройство для кинематического дробления стружки на токарных станках с ЦПУ введены последовательно . соединенные четвертый счетчик импуль сов и третий блок сравнения и последовательно соединенные второй умножи тель, коммутатор, пятый счетчик импульсов, четвертый блок сравнения, элемент ИЛИ и формирователь цикла ра бочего хода, первым выходом подключенный к первому входу третьего счет чика импульсов и к второму входу ком мутатора , вторым выходом - к входу блока управления, а вторым входом к второму выходу четвертого счетчика импульсов, второй вход третьего блока сравнения соединен с .пятым выходом блока управления, выход - с вторым входом элемента ИЛИ, второй вход четвертого блока сравнения подключен к выходу задатчика длины стружки, а третий вход коммутатора соединен с выходом первого умножителя, а также тем, что формирователь рабочего хода содержит задатчик, умножитель, элемент ИЛИ и элемент И и последовательно соединенные генератор импульсов, счетчик импульсов, элемент сравнения и элемент ИЛИ-НЕ, выходом соединенный с вторым входом счетчика импульсов и с выходом блока, вторым входом с входом блока и с первым входом элемента И, выходом подключенного к третьему входу счетчика импульсов, вторым входом- к выходу элемен та ИЛИ, входы которого соединены с выходами счетчика импульсов и первы ми входами умножителя,- вторым входо подключенного ко второму выходу ген ратора импульсов, а выходом - к выходу блока, выходы задатчика соединены со вторыми входами элемента сравнения. На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 - временная диаграмма, поясняющая процесс изменения подачи инструмента при отработке команды Стружкодробление ; на фиг. 3 структурная схема формирователя цикла рабочего хода; на фиг. - структурная схема блока управления. Устройство (фиг, 1) содержит первый умножитель 1, второй умножитель 2, коммутатор 3, задатчик k паузы, первый блок 5 сравнения, первый счетчик 6, пятый счетчик 7, четвертый блок 8 сравнения, третий счетчик 9, второй блок 10 сравнения, задатчик 11 длины стружки, триггер 12, элемент ИЛИ 13, формирователь 1 цикла рабочего хода, блок 15 управления, третий блок 16 сравнения, четвертый счетчик 17, первый счетчик 18, привод 19 продольной подачи и привод 20 поперечной подачи, связанные с суппортом группой 21 станка 22, датчик 23 углового перемещения шпинделя, установленный на шпинделе 2А станка 22, Формирователь 13 цикла рабочего хода {фиг. З) содержит генератор 25 импульсов, элемент ИЛИ-НЕ 2б, элемент И 27, счетчик 28, умножитель 29, элемент 30 ИЛИ, элемент 31 сравнения, задатчик 32 подачи, первый вход 33, второй вход , первый выход 35 и второй выход 36, Блок 15 управления (фиг. k) содержит панель 37 управления с кнопкой Пуск, считыватель 38 перфолент, блок 39 ввода программ, блок буферной памяти, блок k задания скорости, первый коммутатор 2, интерполятор 43, инвертор 44, элемент 45 сравнения, второй коммутатор 46. счетчик 47, элемент ИЛИ-НЕ 48, третий коммутатор 49, вход 50, первый, второй, третий, четвёртый, пятый, шестой и седьмой выходы 51-57 соответственно, причем считыватель 38 перфолент связан с первым входом блока 39 ввода программ, второй вход которого подключен к кнопке Пуск панели 37 управления и четвертому выходу 54, третий вход - к выходу элемента ИЛИ-НЕ 48, первый выход к установочному входу счетчика 47, а второй выход - к входу блока 40 бу ферной памяти.. Выход ячейки Стружкодробление блока 0 буферной памяти подключен ко входу инвертора 4, выход которого соединен с седьмым выходом 57 и к управляющему входу первого коммутатора , первый вход которого соединен с выходом блока 1 задания скорости, второй вход со входом 50, а выход - с тактовым входом интерполятора «З с Выход ячейки скорости (F) блока 40 буферной памяти подключен ко входу блока +1 задания скорости, выход ячейки знака поперечного перемещения (знак Х) блока буферной памяти подключен к третьему выходу 53 и знаковому входу поперечной координаты интерполятора k3 Выход ячейки знака продольного перемещения (знак ) блока 40 буферной памяти подключен к знаковому входу продольной координаты интерполятора 43, выход ячейки величины продольного перемещения (Z) блока kQ буферной памяти подключен ко входу продольной координаты интерполятора 3 и первым входом соответственно элемента 45 сравнения и второго коммутатора; 46, выход ячейки величины .поперечного перемещения (Х) блока 40 буферной памяти подключен ко входу поперечной координаты интерполятора 43 и вторым входом соответствен но элемента 5 сравнения и второго коммутатора 46 Выход продольной координаты интерполятора 43 соединен с первым входом третьего.коммутатора 49 и первым входом 51, а выход по перечной координаты - со вторым входом третьего коммутатора 49 и вторым входом 52, выход третьего коммутатора 49 подключен к шестому выходу 5б и тактовом/ входу счетчика 47, а его управляющий вход соединен с управляющим входом второго коммутатора 46 и выходом элемента 45 сравнения Выход второго коммутатора 46 подключен к информационному входу счетчика 47, выходы которого подключены ко входам элемента 48 ИЛИ-НЕ и пятому выходу 55 Умножитель 2 предназначен для умно жения числа поступивших на его вход импульсов на число не большее единицы и пропорциональное числу, заданному на его управляющем входе. Такой умножитель 1 может быть выполнен, на пример, по типовой схеме на двоичном счетчике, разрядность которого равна разрядности счетчика 18, и связанный с ним схемой отбора. Если на вход такого умножителя 1 поступят импульсы, число которых равно коэффициенту пересчета входящего в него счетчика, то на его выход пройдут импульс 1, число которых равно числу, заданному на управляющем входе умножителя 1 , Умножитель 2 предназначен для умножения на два количества поступающих на его вход импульсов. Функции такого умножителя 2 может выполнять, например, любой из известных удвоителей частоты, формирующих выходные импульсы по переднему и заднему фронтам входного импульса, Каждый из коммутаторов 3, 42, 46 и 49 пропускает на свой выход сигнал со своего первого входа, если на его управляющем входе О или же сигнал со своего второго входа, если на его управляющем входе 1. Каждый из блоков 5, 8, 10, 16, 31 и 45 сравнения формирует на своем выходе О, если число на втором ее входе меньше числа на первом входе, и 1, если число на втором ее входе равно или больше числа на первом входе о Формирователь 14 предназначен для формирования на своих выходах сигналов по следующему закону: если на его втором входе 1, то на в тором выходе будет О, а на первом выходе- инверсия сигнала, который присутствует на первом его входе, если на второй вход подать О при наличии О на первом входе, то на втором выходе появится импульсная последовательность, частота которой будет сначала линейно возрастать от нуля до некоторого заданного значения, после чего останется постоянной и равной этому заданному значении, при этом на первом выходе будет сохраняться 1 до момента прекращения увеличения частоты импульсов на втором выходе, после чего на первом выходе установится О, если же при наличии О на втором входе подать 1 на первый вход , то частота импульсов на втором выходе будет линейно уменьшаться с той же скоростью, с которой возрастала до нуля, после чего изменяться не будет, при этом на первом выходе будет О. Таким образом, управление характером изменения частоты импульсной последовательности на втором выходе формирователя производится на первом его вхо де при наличии О на его втором вхо де, Блок 15 обеспечивает движение инструмента по. заданной программе. При этом в каждЪм кадре программы на пер вом -51 или втором 52 выходах блока 15 (в зависимости от запрограммированного направления перемещения ин струмента).формируется последователь ность импульсов, частота которой про порциональна запрограммированной подаче, а количество импульсов в последовательности равно запрограммиро ванному перемещению инструмента (в импульсах в данном кадре), В результате воздействия этих импульсов на приводы 19 и 20 инструмент перемещается в заданном направлении на задан ную величину перемещения с заданной скоростью. Сигнал на третьем 53 выхо де блока 15 зависит от запрограммированного в кадре знака перемещения в поперечном направлении. Формируемый на этом выходе цифровой код соответствует запрограммированному зна ку перемещения в поперечном направле нии. На четвертом 5 выходе системы 15 ЧПУ формируется импульс каждый раз перед началом отработки всей про граммы. Цифровой код на пятом выходе 55 блока 15 в любой момент времени равен числу импуЛьсов, которое осталось отработать в данном кадре по ведущей (большей для данного кадра) координате. На шёстом 56 выходе блока 15 формируются импульсы, которые совпадают с импульсами ведущей координаты на первом или втором ее выходах. При отработке кадров, в которых есть команда Стружкодробление, величина подачи инструмента определяется не самим блоком 15, а частотой импульсов на его входе. При этом подача пропорциональна частоте этих импульсов. Датчик 23 установлен на шпинделе 24 и на каждый оборот шпинделя 24 вырабатывает определенное число импульсов, определяемое конструкцией датчика. Такие датчики используются при резьбонарезании и ими оснащаются практически все токарные стан ки с ЦПУ, Предлагаемое устройство (фиг. 1) работает .следующим образом, Перед началом выполнения программы обработки детали в сметчик 18 сигналом с четвертого .выхода 5 бло10«10 ка 15 вводится число, равное в импульсах (при принятой цене одного импульса в поперечном направлении) расстоянию от оси вращения шпинделя 2k до вершины резца, отведенного в исходное положение. Это определяется один раз при работах по пуску станка, после чего оно вводится в память устройства. Такой ввод мо«ет быть осуществлен, например, путем распайки соответствующим образом к уровням логического- О и логической 1 информационных входов счетчика 18 (на фиг. 1 не показано). Число в счетчике 18, изменяется ПОД действием импульсов поперечной подачи, пЬступающих на его тактовый вход. Счетчик 18 может работать на сложение и на вычитание. Режим его работы задается сигналом с третьего выхода 53 блока 15 таким образом, что если в кадре запрограммировано по-. перечное перемещение от детали, то счетчик 18 при отработке этого кадра будет работать на сложение, а записанное в нем число на величину этого перемещения (в импульсах) увеличится, В результате этого в любой момент выполнения программы в счетчике 18 будет записано текущее расстояние от вершины резца до оси вращения шпинделя 24, так как перед началом выполнения программы в него было записано расстояние от вершины резца, отведен-, ного в исходное состояние, до оси вращения шпинделя 24. Если в какомто кадре производится обточка, то в счетчике 18 в это время будет записан радиус точения. При отработке тех кадров программы, в которых отсутствует команда Стружкодробление, блок 15 формирует сигнал (на фиг. 1 не показан, таким сигналом является инверсия команды Стружкодробление, снимаемая .с выхода 57 блока 15, ptc, 4), которым устройство удерживается в исходном состоянии, которое соответствует сигналу О на выходе счетчика 6 и единичном выходе триггера 12. Установившийся при этом сигнал 1 на нулевом выходе триггера 12 удерживает счетчики 7, 9 и 17 в йулевом состоянии, а формирователь 14 - в состоянии О на его втором выходе. При наличии же в кадре команды Струж-j кодробление сигнал, удерживающий устройство в исходном сосгопнии, снимается, а величине подачи в этом случае будет пропорциональна частоте им пульсов на втором выхоДе формирователя 14, Рассмотрим работу устройства с момента отработки кадра (на фиг точка Р), в котором есть команда Стружкодробление. При этом сигнал, удерживающий в нулевом состоянии сче чик 6 и триггер 12, снимается, после чего триггер 12 продолжает оставаться в нулевом состоянии, так как на обоих его входах VO, а счетчик 6 начинает заполняться импульсами с вы хода датчика 23ч Так как триггер 12 остался в нулевом состоянии, а на втором входе формирователя 1А сохраняется 1, то на втором входе формирователя 14 будет сохраняться О, подача будет равна нулю, и отработка кадра, таким образом, начнется с паузы (фиг,, 2). С момента начала паузы счетчик 6 будет подсчитывать количество импуль сов, сформированных с этого момента времени на выходе датчика 23 о Так как за один оборот шпинделя 2k на выходе датчика 23 формируется всегда одно и то же число импульсов независимо от скорости вращения шпинделя 24, то в счетчике 6 в любой момент времени с начала паузы будет записано число, пропорциональное числу обо ротов, сделанных шпинделем 24 с момента нач,зла паузы. Как только число в счетчике 6 сравняется с числом на выходе задатчика 4 паузы, т.е. ка только шпинделем 24 будет сделано количество оборотов, заданное задатчиком 4 паузы, на выходе блока 5 сра нения формируется 1Ч Задатчиком 4 задается количество оборотов шпинделя 24, минимально необходимое для полной подр€;зки стружки, Тое один оборот, однако в отдельных случаях оно может быть увеличено или же уменьшено по желанию оператора с ЧПУ, (Например для повышения надежности дробления стружки число оборотов шпинделя 24 во время паузы может быть несколько увеличено, а при обработке же достаточно хрупких материалов для повышения производительности оно может быть несколько уменьшено) Сигнал 1 на выходе схемы 5 сравнения установит в единичное состояние триггер 12, в результат-е чего счетчик 6 сбросится в ноль, счетчики 7, 9 и 17 не будут больше удерживаться в нулевом состоянии и будет разрешено формирование импульсной последовательности на втором выходе формирователя 14 сигналом О на его втором входе, т,е. начнется рабочий ход. Длительность паузы всегда такова, что за время паузы делается минимально необходимое для подрезки стружки число оборотов шпинделя 24, что обеспечивается подбором цифрового кода на выходе задатчика 4, после чего сразу же начинается рабочий ход, Таким образом, во время паузы резец бесполезно не простаивает, т.е ее длительность всегда оптимальна, С момента установки в единичное состояние триггера 12 разрешается формирование последовательности импульсов на второмвыходе формирователя 14 и начинается рабочий ход, во время которого снимается стружка заданной длины, определяемой цифровым ходом на выходе задатчика 11 длины стружки Число импульсов, сформированных с момента начала рабочего хода на выходе датчика 23, умножается умножителем 1 на число, пропорциональное радиусу точения, записанному в счетчике 18. Тогда количество импульсов, сформированных на выходе умножителя 1 с момента начала рабочего хода, будет пропорционально текущему значению длины снимаемой стружки. Число импульсов с выхода умножителя 1 подсчитывается счетчиком 9, который перед началом рабочего хода удерживается в нулевом состоянии сигналом 1 с нулевого выхода триггера 12о Как только число в счетчике 9 сравняется с числом на выходе задатчика 11 длины стружки, т„е« длина стружки достигнет заданной величины, на выходе блока 10 сравнения возникнет сигнал 1, Последний установит в нулевое состояние триггер 12, и начнется пауза. Таким образом, установка в нулевое состояние триггера 12, окончание рабочего хода и начало паузы производится в момент времени, когда длина стружки, снимаемой за рабочий ход, достиг-нет заданной задатчиком 11 величины„ Следовательно, длина стружки всегда постоянна и определяется только задатчиком 11, Для обеспечения возможности вести точение со стружкодроблением при любых значениях подач в предлагаемом устройстве цикл рабочего хода состоит из трех составляющих: разгона. хода с постоянной подачей и тстрможения (фиг. 2); Во время разгона подача S инструмента, которая пропорциональна частоте импульсов на втором выходе формирователя 1, линейно возрастает от нуля до запрограммированного значения подачи $р(фиг,2 причем скорость возрастания подачи определяется формирователем Н и выбирается максимально возможной для конкретного типа приводов 19 и 20, Во время хода с постоянной подачей инструмент движется с постоянной подачей , равкой SP (фиг, 2), а величина Sn определяется формирователем I Во время торможения подача инструмента линейно снижается от велич ны SP, до нуля (фиг. 2), причем скорость снижения подачи равна скорости ее возрастания при разгоне и определяется формирователем 1. Управление характером изменения частоты импульсов на втором выходе формирователя 1t производится по его первому входу во время рабочего хода. Во время паузы на входах элемента ИЛИ 13, а следовательно, и на первом входе формирователя 1 сохраняется сигнал О, так как счетчики 7 И 17 удерживались в нулевом состоянии. Сразу же после установки в единичное состояние триггера 12: на выходе элемента ИЛИ 13 будет сохраняться О и, следовательно, 1 на первом выходе формирователя 14, начнет заполняться счетчик 17 импул сами с выхода коммутатора 3, так ка снят сигнал, удерживающий счетчик 7 в нулевом состоянии; начнет заполняться счетчик 17 выходными импульса ми ведущей координаты с шестого выхода 5б блока 15, так как снят сигнал, удерживающий счетчик 17 в нуле вом состоянии, а на его входе разрешения счета сигнала 1, на втором выходе формирователя 14 появляется импульсная последовательность, частота которой будет линейно возрастать, , начнется разгон., Во время разгона в любой момент времени: в счетчике 7 будет записано число, пропорциональное удвоенному текущему значению длины снимаемой стружки, так как количество импульсов на- выходе умножителя 1 сначала удваивается умножителем 2 и только после этого через второй вход комму татора 3 поступает на тактовый вход сйетчика 7; в счетчике 17 будет запи 1 +I сано текущее число импульсов, которое отработано одним из приводов (19 и 20) по ведущей координате с момента начала рабочего хода. Как только частота импульсов на втором выходе формировате.ля дости - нет значения, соответствующего Sn ее дальнейший рост прекратится и начнется ход с постоянной подачейо При этом на первом выходе формирователя k установится сигнал О, который будет сохраняться до конца рабочего хода, Тогда после окончания разгона и до конца цикла рабочего хода ; в счетчике 7 в любой момент времени будет записано число, пропорциональное сумме текущего значения длины снимаемой стружки и длины стружки, снятой во время разгона, так как импульсы с выхода умножителя 1 через первый вход коммутатора 3 (переключение коммутатора произведено сигналом О с первого выхода формирователя 14) поступают на тактовый вход счетчика 7, минуя умножитель 2; в счетчике 17 будет храниться число импульсов, которое отработано одним из приводов (19 или 20 ) по ведущей координате за все время разгона. Окончание хода с постоянной подачей в начало торможения произойдет в момент времени, когда на один из входов, а следочательно и на выходе элемента 13 ИЛИ сформируется 1, При этом частота импульсов на втором выходе формирователя. 14 начнет линейно снижаться до нуля, а достигнув нуЛЯ, уже больше не будет изменяться в данном цикле рабочего хода. При обработке любого цикла рабочего хода, кроме последнего в кадре, торможение задается сигналом 1 на первом входе элемента ИЛИ 13 В этом случае момент начала торможения должен быть выбран таким образом, чтобы для любой заданной длины стружки момент окончания торможения ( снижения подачи до нуля ) совпадал бы с моментом времени, когда длина снимаемой стружки станет равной заданной (т.е. с моментом установки в нулевое состояние триггера 12 и началом паузы ). При таком выборе момента начала торможения за рабочий ход будет -сниматься стружка заданной длины и одновременно будет отсутствовать скачкообразный сброс до нуля частоты импульсов на втором выходе 15 формирователя 1 в момент окончания рабочего .хода. При отработке последнего в кадре цикла рабочего хода торможение задается сигналом 1 на«втором вхо де элемента 13 ИЛИ. В этом случае момент начала торможения должен быт выбран таким образом, чтобы при любых S;Y. момент окончания торможения совпадал бы с моментом окончания отработки запрограммированного в кад ре перемещения, т„е„ с момента окончания кадра (на фиг„ 2 точка). При таком Bfci6ope момента начала торможения будет отсутствовать скачкообразный сброс до нуля частоты импульсов на втором выходе формирователя в момент окончания кадра Сигнал. 1. на выходе схемы 8 срав нения и первом входе элемента 13 ИЛИ формируется, когда число в счетчике 7. сравняется с числом на выходе задатчика 11, и после этого сохраняется до конца рабочего хода Во время хода с постоянной подачей в счетчике 7 записано число, пропорциональное оумме текущего значения длины снимаемой стружки и длины стружки снятой при разгоне. Тогда совпадение числа в сметчике 7 с числом на выходе зада чика 11 и начало торможения произойдет в тот момент времени, когда для данного цикла рабочего хода останется снять стружку такой же длины, каркая была снята при разгоне А так как торможение происходит с той же скоростью, что и разгон, то момент снижения подачи до нуля совпадает с моментом времени, когда снимаемая стружка достигнет заданной длины, триггер 12 установится в нулевое состояние и начнется пауза. Таким образом, во время рабочего хода обеспечивается сначала линейное возрастание подачи до S,,затем поддержание ее постоянной и рава затем линейное снижение подачи до нуля, и при этом всегда снимается стружка заданной- длины. Сигнал 1 на выходе схемы 16 сравнения и втором входе элемента 13 ИЛИ формируется, когда число в счетчике 17 сравняется с числом на пятом вы.ходе 55 блока 15 ЧПУ, т„е. с числом импульсов, которое осталось отработать в данном кадре по ведущей координате. В счетчике 17 записано число импульсов, отработанных одним из приводов (19 или 20) по ае7дущей координате при разгоне. Тог- i да совпадение числа в счетчике 17 с числом на пятом выходе 55 блока 15 ЧПУ и начало торможения произойдет, когда в дйнном кадре останется отработать по ведущей координате столько же импульсов, сколько их было отработано при разгоне, А так как торможение производится с той же скоростью, что и разгон, то-момент снижения подаЧи до нуля совпадает с моментом времени, когда по ведущей координате будет отработано запрограммированное число импульсов (фиг. 2), т„е, кадр будет отработан.; После этого устройство будет установлено в исходное состояние и находится в этом состоянии до начала отработки следующего кадра, в котором есть команда Стружкодробление. Формирователь (фиг. З) работает следующим образом. Если на втором входе З сигнал 1 как это имеет место во время паузы или когда устройство удерживается в исходном состоянии, то счетчик 28 (этот счетчик может работать на сложение и вычитание) удерживается в нулевом состоянии. Тогда на выходе элемента 30 ИЛИ, выходе схемы 31 сравнения, выходе умножителя 29 (и втором выходе 36 формирователя И) будет сформирован О. При этом на первом выходе 35 формирователя 1 будет инверсия сигнала на его первом входе 33, так как на втором входе элемента 26 ИЛИ-НЕ сигнал О с выхода элем.ента сравнения 31. Если на второй вход 3 формирователя 14 подать О при наличии сигнала О на его первом входе 33, как это имеет место при разгоне, то сразу же после этого будет: на выходе элемента 26 ИЛИ-НЕ и в-ходе сложения счетчика 28 будет 1, так как на обоих входах элемента 26 ИЛИ-НЕ сигнал О, на выходе элемента 27 И и входе вычитания счетчика 28 будет О, так как на первом входе элемента 27 И сигнал счетчик 28 начнет заполняться импульсами, поступающими на его тактовый вход с первого выхода генератора 25, так как снят сигнал, удерживающий счетчик 28 в нулевом состоянии, и задан режим работы счетчика 28 на сложение (на входе сложения 1, на входе вычитания О); на выходе умножителя 29 (втором выходе 36 формирователя ) появится импульсивная последовательность, частота которой будет непрерывно увеличиваться, так как число в счетчике 28 и на управляющих входах умножителя-29 будет возрастать, а на тактовый вход умножителя 29 поступают импульсы со второго выхода генератора 25. Сразу же после записи первой единицы в счетчик 28 на выходе элемента 30 ИЛИ установится 1 и будет поддерживаться до тех пор, пока счет чик 28 снова не установится в нулево состояние. Как только число в счетчике 28 coBnafjeT с числом на выходе задатчи ка 32, на выходе элемента 31 сравнения появится 1. При этом на выходе элемента 26 ИЛИ-НЕ и первом выходе 35 формирователя 1 установится О, счетчик 28 будет переведен в режим хранения записанного в нем чис .ла (на входе сложения О, на входе вычитания О), а следовательно, частота импульсов на втором выходе 36 формирователя 14 перестанет pactи. Таким образом, начиная с момента установки 1 на выходе элемента 31 сравнения, на. первом выходе 35 формирователя Ц установится О, а частота импульсов на его втором выходе 36 будет постоянной. Такое состояние формирователя будет сохраняться до того момента времени, когда на его первый вход 33 будет подана 1, как это имеет место при торможении. Сразу же после установки 1 на первом входе 33 фор мирователя 14: на выходе элемента 26 ИЛИ-НЕ и входе сложения счетчика 28 подтвердится О, так как (а первом входе элемента 2б ИЛИ-НЕ сигнал 1, на выходе элемента 27 И и входе вычитания счетчика 28 установится 1, так как на обоих входах элемента 27 И сигнал 1, число в счетчике 28 под действием импульсов с перзого выхода генератора 25-начнет уменьшаться, так как задан режим работы счетчика 28 на вычитание (на входе сложения О, на входе вычитания 1 частота импульсов на выходе умножителя 29 и втором выходе 36 формирователя 1Л начнет снижаться, так ка число в счетчике 28 и на управгтющих входах умножителя 29 будет непрерывно уменьшаться. Как только число в счетчике 28 станет равным нулю, на выходе элемента 30 ИЛИ установится О, а следовательно, установится О на выходе элемента 27 И и входе вычитания счетчика 28. При этом дальнейшая работа на вычитание счетчика. 28 прекратится, и он будет сохранять свое нулевое состояние. Таким образом, если подать 1 на первый вход 33 формирователя 14 при наличии сигнала О на его втором входе 34,то частота импульсов на его втором выходе Зб будет уменьшаться до нуля, после чего останется постоянной. Заполнение счетчика 28 от нуля до заданного задатчиком 32 числа происходит под действием тактовых импульсов той же частоты, чтО и уменьшение записанного в нем числа до нуля. Toi- да время разгона будет равно торможения, а так как частота тактот вых импульсов постоянна, закон возрастания и снижения частоты импульсов на втором выходе 36 формирователя 14 будет близок к линейному (строго говоря, линейной будет лишь огибающая, а затем изменение скорости будет ступенчатым) . Частота импульсов на втором выходе генератора 25 такова, что при максимальном числе в счетчике 25 .час / тота импульсов на втором выходе 3° формирователя-14 соответствует максимально возможному Sf и имеет знамение fL,gj(- Частота же импульсов на первом выходе генератора 25 f такая, что заполнение счетчика 28 до n q/iPO исходит за время tj.jn- минимально допустимое для конкретных типов приводов 19 и 20, время нарастания частоты на втором выходе 36 формирователя 14 що Wx-T°fl г - rjTioi 1 f ( где k - коэффициент характеризующий умножитель 29, равный в простейшем случае единице. В этом случае (ах,Блок 15 управления (фиг. 4) работает следующим образом. Перед началом обработки детали оператор устанавливает перфоленту с записанной на ней программой обработ ки в с -1итыватель 38 перфолент. .Затем он нажимает кнопку Пуск на панели 37 управления. При этом на выходе па нели 37 управления и четвертом выходе 5 формируется импульс.. В результате действия этого импульса на втор вход блока 39 начинается отработка первого кадра программы. При этом блок 39 управляет считывателем 38, принимает от него и расшифровывает первый кадр программы, после чего пе редает его в блок. 0 (ввод информации в блок 0 осуществляется синхроимпульсом ввода,который формируется в блоке 39). В блоке 40 для каждого элемента информации.записанного под соответствующим адресом на перфоленте, имеется ячейка памяти ячейка F, Стружкодробление, Знак X., X, Знак Z, Z). Если в кадре запрограммировано перемещение в поперечно направлении, тона выходе ячейки Знак X и третьем выходе 53 формируется цифровой код, соответствующий знаку этого перемещения. Элемент 5 сравне ния определяет, по какой из координа в кадре запрограммировано большее перемещение, т.е определяет ведущую координату. При этом сигналом с выхода элемента 5 сравнения производится переключение коммутаторов 6 и Коммутатор 6 переключается таким образом, что на информационный вход счетчика 47 поступает код .ведущей координаты, после чего импульсом с первого выхода блока 39 (это задержанный на время не меньшее времени установки кода на информационном входе счетчика 7 синхроимпульсов ввода информации в блок tO ) код ведущей координаты вводится в счетчик 47о Если в кадре не з апрограммирована команда Стружкодробление, то в ячейке Стружкодробление блока 40 будет записан О. При этом на выход инвертора kk и седьмом выходе 57 сформируется сигнал 1 (. инверсия команды Стружкодробление). Этим сигналом все устройство а течение времени отработки такого кадра будет удерживаться в исходном состоянии (на фиг. 1 подключение седьмого выхода блока 15 не показано). Сигналом О с: выхода ячейки Стружкодроб ление блока +0 коммутатор 2 переключится таким образом, что на тактовый вход интерполятора будет поступать сигнал с выхода блока 1. На выходе блока 41 формируется импульсная последовательность, частота которой соответствует коду подачи, записанному в ячейке блока 40. Тогда на выходах интерполятора 43 и первом и втором выходах 5 и 52 будут формироваться импульсные последовательности, количество импульсов в которых будет равно запрограммированному в кадре перемещению (в импульсах) по соответствующим координатам, а частоты этих последовательностей будут соответствовать частоте импульсов на тактовом входе интерполятора 43 Сигналом с выхода элемента 45 сравнения коммутатор 49 с начала отработки кадра переключен таким образом, что на тактовый вход счетчика 47 и шестой выход 46 будут поступать импульсы с выхода интерполятора 43, соответствующего ведущей координате. Под действием этих импульсов число, записанное в счетчике 47, а следовательно, и число на пятом выходе 55 будет уменьшаться (счетчик 47 работает на вычитание). Так как в начале отработки кадра в счетчик 47 было записано перемещение по ведущей коорд14нате, а в.процессе отработки кадра на его тактовый вход поступают импульсы ведущей координаты с одного из выходов интерполятора 43, то в любой момент времени в счетчике 47 и на пятом выходе 55 будет записано число импульсов, которое к данному моменту времени осталось отработать по ведущей координате. Как только запрограммированное перемещение по ведущей координате будет отработано, т.е в счетчике 47 установится О, на выходе элемента 49 ИЛИ-НЕ сформируется сигнал 1. Последний, воздействуя на третий вход блока 39, будет инициировать считывание и отработку следующего кадра программы, который будет отрабатываться аналогично первому кадру. При отработке тех кадров, в которых есть команда Стружкодробление, в ячейку Стружкодробление блока 40 будет записана 1. При этом на седьмом выходе 57 будет сформирован О, а коммутатор 42 переключится так, что на тактовый вход интерполятора 43 будет поступать сигнал со входа 50 При этом величина подачи будет определяться НС частотой импульсов на выходе блока 40, а частотой импульсов на выходе 50. В остальном отработка кадров, в которых есть команда Струж кодробление, производится так же, как и отработка кадров, в которых этой команды нет, При отработке любого кадра интерполятор +3 обеспечивает запрограммиг рованную величину .и знак перемещеНИИ. Это обеспечивается подключением блока kQ (ячейкам перемещения и знака фиг. j) . . Введение в устройство новых блоков и связей позволяет вести томение со стружкодроблением в широком диапазоне подач при максимально возможной производительности. При этом без проведения каких-либо регулировок всегда будет сниматься струж ка заданной длины. Формула изобретения 1 - Устройство для кинематического дробления .стружки на токарных станках с числовым программным управлени ем, содержащее датчик углового перемещения шпиндегя, ВЫХОДОМ соединенны с первым входом первого умножителя, блок программного управления, первый выход которого соединен с шаговым дв гателем продольной подачи, второй виход - с шаговым двигателем тпереч ной подачи и с первым входом первого счетчика импульсов, второй и третий входы которого, подключены к третьему и четвертому выходам блока программн го управления соответственно, последо.вательно соединенные задат: ик пауз первый блок сравнения, триггер и вто .рой счетчик импульсов, выходом соединенный с вторым входом первого бло ка сравнения, , и последовательно соед ненные задатчик длины стружки, второй блок сравнения, выходом подключен ный к второму входу триггера, а вторым входом - к выходу третьего счетчика импульсов, вход которого подключен к выходу первого умножителя, отличающееся тем. что, с целью расширения области применения и функциональных возможностей устройства, в него введены последовательно соединенные четвертый счетчик импульсов и третий блок.сравнения и последовательно соединенные второй умножитель, коммутатор, пятый счетчик импульсов, четвертый блок сравнения, элемент ИЛИ и формирователь цикла рабочего хода, первым выходом подключенный к первому входу третьего счетчика импульсрв и к второму входу коммутатора, вторым выходом к входу блока управления, а вторым входом - к второму выходу четвертого счетчика импульсов, второй вход третьего блока сравнения соединен с пятым выходом блока управления, выход с вторым входом элемента ИЛИ, второй вход четвертого блока сравнения подключен к выходу задатчика длины стружки, а третий вход коммутатора С здинен с выходом первого умножителя. 2-, Устройство по п. 1, отличающееся тем, что формирователь цикла рабочего хода содержит задатчик, умножитель, элемент ИЛИ и , элемент И и последовательно соединенные генератор импульсов, счетчик импульсов, элемент сравнения и элемент ИЛИ-НЕ, выходом соединенный с вторым входом счетчика импульсов и с выходом блока, вторым входом - с входом-блока и с первым входом элемента И, выходом подключенного к третьему входу счетчика импуль-сов, вторым входом - к выходу элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами счетчика импульсов и первыми входами умножителя, вторым входом подключенного к второму выходу генератора импульсов, а выходом - к выходу блока, выходы задатчика соединены с вторыми входами элемента сравнения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР № 610613, кл. G 05 В 19/02, В 23 В 25/02, 1978. 2,Авторское свидетельство СССР по заявке №3237675, кл, G05B19/02,. 1980 (прототип).

S п

1

notnt

Рвзгеи

,№У17Чеи

Uayja

ко

.PaSo44u коЗ

ffffcyiffffiuufabovu

fhi/зя W/ / taffpe fui .