Устройство для автоматической коррекции положения режущего инструмента Советский патент 1986 года по МПК G05B19/18 G05B19/402 

Изобретение относится к автоматике и предназначено для использования на станках с ЧПУ, преимущественно то карных для автоматического ввода коррекций в установочное перемещение режущего инструмента по результатам автоматического замера вьшета и по перечного смещения текущего инструмента,

Цель изобретения - увеличение быстродействия устройства путем сокра щения времени настройки, достигаемое за счет замера положения инструмента в момент окончания отработки кадра настроечного цикла и ввода коррекций в перемещение подвода инструмента к детали по результатам произведенного замера без остановки движения

На чертеже изображена структурная схема устройства.

Устройство содержит фотоэлектрическую двухкоординатную матрицу 1, счетчики 2 и 3, регистры 4 и 5 сдвига, первые запоминающие ключи 6 и 7, вторые запоминающие ключи 8 и 9 соответственно для второй и цервой координаты, перйый формирователь 10 импульсов, алалоговые ключи 11, элемент ИЛИ 12J генератор 13 импульсов, второй формирователь 14 импульсов j блок 15 реле, блок 16 фотовспьшнси.

Коррекция положения режущего инструмента производится з а четыре, кадра № О - № 3, где кадр № О является, кадром выхода инструмента в зону измерения, а кадры № 1 - № 3 - кадрами подхода к детали с учетом коррекции,

В кадре № О выполняются следующие операции: 1) вывод вергаины режущей кромки инструмента в поле зрения оптической системы фотоэлектрической двухкоординатной матрицы 1, 2) акти- нация матрицы 1 путем подачи на нее вспомогательных постоянных напряжений питания, 3) включение блока 15 реле, обеспечивающего подачу сигнала Конец кадра в устройство настройки для однократного подсчета коррекции, 4) ввод кадра № 1. Особенностью операции 1) является непостоянство координат вершины режущей кромки Xjj Z после отработки нулевого кадра, что возникает вследствие непостоянства . вьшета и поперечного смещения инструментов при их износе, заточке или замене. Особенностью операции 2) является желательность постоянства вре

5

0

мени от активизации матрицы 1 до ее экспозиции с помощью блока 16 фото- вспьщши, производимой по окончании отработки кадра № О, что обусловлено накоплением фонового потенциала в затворах матрицы 1, и с этой точки зрения длительность кадра № О долж- на быть достаточной лишь для срабатывания релейных устройств. Ввиду того, что длительность выхода в, зону измерения значительно больше времени срабатывания реле, этот кадр целесообразно разбить на два,преду- смотрев в последующем необходимые технологическое команды. Общей особенностью операций 2) и 3) является применение различных технологических команд от блока электроавтоматики станка для активации матрицы 1 и подачи сигнала Конец кадра в устройство через блок 15 реле. Это обусловлено тем, что за весь цикл работы на схему должен быть передан этот сигнал, лищь соответ5 ствующий окончанию кадра № О, так как вспьщпса и подсчет коррекций производятся однократно. Ввиду задержек при срабатывании и отпускании блока 15 реле его включение целесообразно произвести в кадре № О, а отключение - в кадре № 1. Дезактивацию матрицы целесообразно произвести после ввода коррекций в устройство ЧПУ.

В кадре № 1 вьшолняются операции 1) отработка части перемещения подхода к детали, 2) экспозиция матрицы 1 с помощью блока 16 фотовспьщжи, 3) подсчет коррекций, 4) ввод кадра № 2.

В кадре № 2 выполняются операции: 1) отработка части перемещения подхода к детали, 2) ввод кадра (Р 3, содержащего команду Ввод коррек5 ВДии L с подадресной информацией, содержащей номера входов ввода коррекций 2 и 3. Если устройство ЧПУ допускает одновременный ввод лишь одной коррекции, этот кадр также может быть разбит на два.

В кадре № 3 выполняются операции; 1) отработка оставшейся части перемещения подхода к детали и отработка коррекции; 2) дезактивация матри- ,цы 1.

0

5

0

5

Все движения кадров № О - № 3 выполняются на быстром ходу без торможения движения между кадрами.

3

Дальнейшее движение выполняется в соответствии с технологией обработки детали.

Устройство работает следующим образом,

Через предварительно замкнутые контакты релейного блока 15 реле сигнал Конец кадра поступает на блок 16 фотовспышки, осуществляющий засветку матрицы 1 в момент оконча- НИН предыдущего кадра. Информация о положении режущей кромкц инструмента в ЭТОТ момент фиксируется на светочувствительных элементах матрицы 1 в виде распределения зарядов, соответствуклцих светлым и темным участкам изображения. Одновременно сигнал Конец кадра запускает второй формирователь 14 импульсов, выходной импульс которого осуществляет сброс счетчиков 2 и 3 в нулевое состояние, отпирает оба запоминающих ключа 6 и 8 второй координаты, записывает начальный код 000,,.01 в регистр А сдвига второй координаты (ноль в младшем разряде) в код 111... 11 ) регистр 5 сдвига первой координаты. Его разрядные выходы, .устанавливающиеся в высокопотенциальное состояние, отпирают одновременно через управляющие входы аналоговые ключи 11. Единица младшего разряда регистра 4 второй координаты активизирует опрос 11ервой строки матриць 1 Ее выходные сигналы через ключи 11 объединяются элементом ИЛИ 12, В результате, если тень от инструмента не попала на первую строку матрицы 1, ее выходы имеют низкий Чютен- циап, и на выходе элемента ИЛИ 12 будет О (выработка сигнала с матрицы 1 производится в инверсном коде),

Через открытые запоминающие ключи 6 и 8 импульсы генератора 13, поступая на входы счетчика 2 и регистра 4 45 сдвига второй координаты, меняют номер опрашиваемой строки 1 и одновременно при переходе к следующей строке увеличивают на единицу код счетчика 2, В этот момент, когда опрашиваемая 50 строка оказывается хотя бы частично затененной проецируемым изображением режущей кромки, на выходе элемента ИЛИ 12 возникает высокий потенциал 1, запирающий ключ 6 путем воздей- 55 ствия на его вход сброса. Опрос строк продолжается, однако его результаты не оказывают влияния на счетчик 2,

5

Ю 5 20 25 Q

5

0

5 0 5

10284

При записи 1 в старший разряд регистра 4 выход его старшего разряда через первый формирователь 10 импульсов закрывает ключ 8 второй координаты, записьтает в регистр 4 второй координаты код 111... 11, записывает в регистр 5 первой координаты код 000...01 и, воздействуя на входы установки в 1 ключей 7 и 9 первой координаты, разрешает прохождение импульсов от генератора 13 на входы регистра 5 и счетчика 3 первой координаты.

Для первой координаты otшcaнный процесс повторяется с тем отличием, что опрос матрицы 1 в этом случае производится не по строкам, а по столбцам, до того момента, пока хотя бы одна из фоточувствительных ячеек матрицы 1 не окажется эатенен ной. Ъ этот момент выходной сигнал элемента ИЛИ 12 принимает единичное значение и по входу сбро са закрьр- вает ключ 7. Подача импульсов на счетчик 3 прекращается, и в нем хранится код, соответствующий номеру столбца матрицы, расположенного на границе освещенного и затененного поля. По завершении опроса последнего столбца выходной сигнал старшего разряда регистра 5 запирает ключ 9. После этого и до момента ввода в память устройства ЧПУ счетчики 2 и 3 хранят значения кодов коррекций. Программное выключение релейного блока 15 реле исключает возможность повторного опроса.

В результате ввода коррекций отработка цикла подвода инструмента к детали происходит так же, как и для эталонного инструмента, точно наст- роенного на нулевую точку станка. При этом расстояние его вершины от базовой плоскости по Z и от оси вращения шпинделя по X соответствует заданному в программе с высокой точностью. Вследствие этого появляется возможность без дополнительных потерь времени сразу приступить к программной обработке, например к точению цилиндра заданного диаметра.

Формула изобретения

Устройство для автоматической коррекции положения режущего инст- румента, содержащее блок реле, фотоэлектрическую двухкоординатную матрицу, выходы первой координаты которой подключены через аналоговые ключи к входам элемента ИЛИ, и для каждой из координат счетчик и регистр сдвига, причем выходы счетчиков являются выходами коррекции устройства, выходы регистра сдвига пер- Ьой координаты соединены с управляющими входами аналоговых ключей, а выходы регистра сдвига второй коор.динаты подключены к входам второй координаты фотоэлектрической двух- координатной матрицы, отличающееся тем, что, с целью увеличения быстродействия устройства, в него введены первйй и второй форми- ,рователи импульсов, блок фотовспьш- ки, генератор импульсов и для каждой координаты первый и второй запоминающие ключи, информационный вход второго запоминающего ключа соединен с выходом генератора -импулсов, а выход - с информационными

- входами регистра сдвига и первого запоминающего ключа, причем вход сброса запоминающего ключа первой

координаты соединен с ввгходом старшего разряда регистра сдвига nejsвой координаты, вход сброса запоминающего ключа второй координаты соединен с выходом первого формИрователя импульсов, с входами установки в 1 регистра сдвига первой коор- ди наты, первого и второго запоминаю- П1ИХ ключей первой координаты и с входом начальной установки регистра

сдвига первой координаты, вход установки в 1 которого соединен с одноименными входами первого и второго запоминающих ключей второй координаты, с входами сброса счетчиков, с

входом начальной установки регистра сдвига второй координаты и с выходом второго формирователя импульсов, бло реле входом подключен к входу Конец кадра устройства, первый выходом к входу второго формирователя импульсов, а вторым выходом - к входу бл6 ка фотовспьппки, вход первого формирователя импульсов соединен с выходом старшего разряда регистра сдвига второй, координаты, выходы первых запомина ющих ключей каждой координаты соедине- ны со счетными входами счетчиков, а входы сброса-с выходом-элемента ИЛИ.

ВНИ1ПТИ Заказ 4409/43 Тираж 836

Произв.-полигр. гф-тие, г. Ужгород, ул. Проектная,

Подписное

Изобретение относится к автоматике и предназначено для использования на станках с ЧПУ, преимущественно токарных, для автоматического ввода коррекций в установочное перемещение режущего инструмента по результатам автоматического замера вьшета и поперечного смещения режущего инструмента. Решается задача увеличения быстродействия устройства путем сокращения времени настройки, достигаемой за счет замера положения инструмента в момент окончания отработки кадра настроечного цикла и ввода коррекций в перемещение подвода инструмента к детали по результатам произведенного замера без остановки движения. Коррекция положения режущего инструмента производится за четыре кадра. В первом кадре производится вывод вершины режущей кромки инструмента в поле- зрения оптической системы фотоэлектрической двухкоординатной матрицы, включение блока реле, ввод первого кадра. Во втором кадре производится экспозиция указанной.матрицы с помощью блока фотовспышки, подсчет коррекций. В третьем кадре отрабатыг- вается часть перемещения подхода к детали, а в четвертом кадре отрабатывается остаток леремедения подхода к детали и дезактивация фотоэлектрической двухкоординатной матрицы. Импульсы второго формирователя им- | пульсов осуществляют сброс счетчиков обоих координат, отпирают оба запоминающих ключа второй координаты, записырают начальные коды в регистры сдвига первой и второй коррди нат. Выходные сигналы матрицы через аналоговые ключи подаются на элемец ИЛИ.Через первые и вторые запомина: щие клнзчи второй координаты испуль- сы генератора импульсов поступают на входы счетчика и регистра сдвига второй координаты, изменяя номер опрашиваемой строки. Аналогично с помощью запоминающих ключей, счетчика и регистра сдвига первой координаты изменяется номер опрашиваемого столбца. 1 ил. т с