Устройство для обучения работе на металлорежущих станках Советский патент 1987 года по МПК G09B19/24 

держатель 5 с датчиком 6 механических усилий, измерительный мост 7, блок 9 ввода эталонов, первый 18 и второй 19 регистраторы ошибок, датчик 14 частоты вращения вала 13 про дольной подачи, счетчик 15, частотный детектор 17, блок -10 постоянной памяти, цифроаналоговый преобразова тель 11, сумматор 12, генератор 27, элемент 16 задержки, формирователи импульсов 28 и кодов 8, блок 30 предъявления учебной информации. Ус

1

Изобретение относится к техническим средствам обучения и может быть использовано, например, для отработки движений рук при работе на металлорежущих станках.

Цель изобретения - повышение надежности и точности устройства.

На чертеже изображена структурная схема устройства..

Устройство содержит модель 1 обрабатываемой детали, выполненную в виде планшета, торец которого выполнен в виде заранее известной функциональной зависимости, счетчик 2 оборотов, вал которого закреплен в патроне, кинематически связанном с приводом 3 станка. В суппорте 4 станка закреплен держатель 5, на котором установлен датчик 6 механических усилий при про- дольных и поперечных подачах суппорта 4. Устройство содержит также измерительный мост 7, формирователь 8 кодов, блок 9 ввода эталонов, содержащий четыре переменных резистора, неподвижные выводы которых подключены к соответствующим шинам питания, включенные последовательно, блок 10 постоянной памяти,, цифроаналоговый преобразователь 11, сумматор 12, ручку 13 продольной подачи суппорта 4, датчик 14 частоты вращения вала ручки 13 продольной подачи, к выходу которого подключены входы счетчика 15 адресов элемента 16 задержки и частотного детектора 17, регистраторы 18 и 19 оши- бок, каждый из которых содержит компараторы 20 и 21, последовательно включенные элемент ИЛИ 22, элемент 23 задержки, элемент И 24 и счетчик 25,

354236

тройство позволяет производить обучение на реальном станке. -В одной аудитории на подобных устройствах может работать группа учащихся при активном контроле преподавателя за их работой. Устройство подсчитывает ошибки Силового и Скоростного режимов с их индикацией для обучаемого и фиксирует время их исправления. При смене модели 1 устройство перестраивается на работу с ним путем замены блока 10. 1. ил.

причем выходы компараторов 20 и 21 подключены к входам элемента 22, выход которого соединен с входом счетчика 26.- Устройство содержит также генератор 27, формирователь 28 импульсов, блок 29 сравнения, блок 30 предъявления учебной информации, центр 31 .

Торец планшета модели 1 имеет профиль обрабатываемой детали. Счетчик 2 предназначен для подсчета количества оборотов привода 3. Датчик 6 преобразует механические усилия, возникающие в держателе 5, в изменение своего сопротивления, которое затем преобразуется в напряжение измерительным мостом 7. Формирователь 8 выдает двоично-десятичный код, пропорциональный длине обрабатываемой детали. Блок 9 формирует минимальное и максимальное напряжения допустимой зоны силового режима и напряжения, пропорциональные минимальной скорос.ти и допустимой зоне Скоростного режима. Для соблюдения постоянства скорости движения держателя 5 вдоль торца модели 1 необходимо, чтобы скорость его движения вдоль оси ОХ была не постоянна, но если известна функциональная зависимость торца и скорость движения держателя 5 вдоль него постоянна, то известна и функциональная зависимость движения держателя 5 вдоль оси ОХ. Для хранения этой зависимости служит блок 10. Код с вьгхода блока 10 поступает на вход преобразователя 11, опорное напряжение на который поступает с блока 9.

Таким образом, с выхода преобразователя 11 снимается определенная

функциональная зависимость в, виде напряжения, которая характеризует минимальную скорость движения держателя 5 вдоль оси ОХ, причем эта скорость есть величина не постоянная, она зависит (при известной функциональной зависимости торца планшета 1) от координаты держателя 5 по оси ОХ, которая, в свою очередь, зависит от количества оборотов ручки 13 продольной подачи.

С выхода сумма:тора 12 снимается напряжение, пропорциональное максимальной скорости движения держателя 5 вдоль оси ОХ. Датчик 14 предназначен для формирования импульсов, частота следования которых пропорциональна скорости вращения вала ручки 13, а количество, импульсов пропорционально текущей координате держателя 5 по оси ОХ. Счетчик 15 подсчитывает импульсы датчика 14, следовательно, код на выходе счетчика 15 пропорционален текущей координате держателя 5 по оси ОХ.

Элемент 16 предназначен для формирования импульса записи информации с выхода блока 10 во входной регистр преобразователя 11 с некоторой задержкой, связанной с временем установления сигнала на выходе счетчика 15 и временем выборки кода из блока 10. Время задержки элемента 16 выбирается большим суммы указанных времен. Частотный детектор 17 необходим для преобразования частотного сигнала датчика 14 в пропорциональный ему сигнал напряжения. Регистраторы 18 и 19 фиксируют ошибки Силового и Скоростного режимов соответственно. При этом компараторы 20 и 21 определяют вид ошибки, счетчик 25 фиксирует время исправления ошибок, а счетчик 26 производит подсчет ошибок.

Генератор 27 формирует импульсы, подсчитываемые счетчиком 25, если время реакции обучаемого хуже, чем время реакции среднего учащегося, которое задано элементом 23. Формирователь 28 необходим для установки элементов устройства в исходное состояние при включении, а блок 29 предназначен для выдачи сигнала на запрет работы устройства при прохождении держателем 5 заданной длины заготовки. Блок 30 предназначен для индикации вида текущей ошибки и текущего

10

15

20

542364

количества ошибок. Центр 31 необходим для жесткого крепления модели 1.

Устройство работает следующим образом.

В статическом состоянии счетчики 15, 25 и 26 находятся в нулевом состоянии, так как на их входах сброса присутствует единица, снимаемая с выхода формирователя 28. На блоке 9 набираются данные, характеризующие режимы работы: диапазон скоростей и диапазон механических усилий, с которыми учащийся должен пройти держателем -5 вдоль торца модели 1. Количество оборотов ручки 13, характеризующее длину заготовки, набирается на клавиатуре формирователя 8.

Учащийся включает устройство, при этом модель 1 остается неподвижной, а счетчик 2 начинает считать число оборотов привода 3..После момента включения устройства с некоторой задержкой, выбираемой заведомо большей вре- 25 мени подвода держателя 5 к торцу модели 1, на выходе формирователя 28 формируется нуль, поэтому снимается запрет счета импульсов счетчиками 15, 25 и 26. Учащийся, манипулируя ручками продольной и поперечной подач суппорта 4, ведет держатель 5 вдоль торца модели 1. С выхода частотного детектора 17 снимается напряжение, пропорциональное скорости перемещения держателя 5 вдоль оси ОХ, а с выхода измерительного моста 7 - сигнал в виде напряжения, пропорционального усилиям, возникающим на держателе 5. При поворотах ручки 13 счетчик 15 постепенно заполняется, и код с его выхода подается на адресную шину блока 10, последовательно адресуясь к ячейкам памяти последнего. Если скорость движения держателя 5 вдоль торца модели 1 постоянна и известна функциональная зависимость линии торца, то проекция этой скорости на ось ОХ есть величина не постоянная, но она зависит только от вида функциональной зависимости торца модели 1 и самого значения постоянной скорости движения держателя 5 вдоль торца модели 1.

Таким образом, если скорость движения держателя 5 вдоль торца мрдели 1 постоянна, то скорость вращения ручки 13 не постоянна, но она также подчинена известной функциональной зависимости торца модели 1. Если код,

30

35

40

45

50

55

пропорциональньм значениям скорости вращения ручки 13 при данных координатах держателя 5, записан в последовательные ячейки блока 10, то если опрашивать ячейки блока 10, исходя из текущей координаты держателя 5 по оси ОХ, с выхода блока 10 снимается код, пропорциональный необходимой минима- льной скорости вращения ручки 13 в данный момент времени.

Таким образом, на выходе преобразователя 11 формируется напряжение, пропорциональное заданной минималь- « ной скорости движения держателя 5 вдоль оси ОХ, причем, изменяя опорнов напряжение на входе подключения опорного напряжения преобразователя 11 при помощи третьего переменного резистора блока 9, можно изменить напряжение на выходе преобразователя 11 по величине, не изменяя его функциональной зависимости, т.е. изменить задание скорости по величине. На выходе сумматора 12 формируется напряжение, пропорциональное заданной максимальной скорости движения держателя 5 вдоль оси ОХ, путем суммирования напряжений с выхода преобразователя 11 и подвижного вывода четвертого резистора блока 9, которое пропорционально допустимой зоне

скоростей.

I

.Если скорость перемещения держателя 5 вдоль оси ОХ лежит в заданном диапазоне скоростей, который снимается в виде напряжений с выходов преобразователя 11 и сумматора 12, то напряжение на выходе частотного детектора 17 находится в заданном диапазоне напряжений, поэтому на выходах компараторов 20 и 21 будут нули. Если скорость перемещения держателя 5 вдоль оси ОХ больше максимально допустимой или меньше минимально допустимой, то на выходах компараторов 20 или 21 соответственно формируются единицы, и Содержимое счетчика 26 увеличивается на единицу, при этом на блоке 30 отражается, что учащийся сделал ошибку в Скоростном режиме, и отображается вид ошибки. Если учащийся не исправил ошибку за время, определяемое элементом 23, то на счетчик 25 регистратора 19 начинают поступать импульсы с выхода генератора 27 через открытый элемент 24, и их количество, записанное в счетчике 25, характеризует быстроту

исправления учащимся ошибок Скоростного режима. Время задержки элемента 23 равно времени исправле- 1 ния ошибки средним учащимся.

Если учащийся ручкой поперечной подачи сделал так, что усилие, возникающее на держателе 5, не лежит в номинальном диапазоне, задаваемом в виде напряжений на выходах блока 9, то регистратор 18 фиксирует ошибку аналогично рассмотренному вьш1е, и вид ошибки отображается на блоке 30. Аналогично в счетчике 25 регистратора 18 фиксируется код, характеризующий быстроту исправления ошибок Силового режима.

По истечении заданного количества оборотов ручки 13 блок 29 вьщает сиг- нал, поступающий на блокирующие входы счетчиков 25 и 26 и устройство прекращает подсчет ошибок.

25

30

Преимуществом предлагаемого устройства является использование реального станка, что повьш1ает качество обучения и снижает себестоимость тренажера. Устройство может использоваться в больших количествах в одной аудитории, при этом обеспечивается активный контроль за работой группы учащихся. При обучении используются одни и те.же модели 1, следовательно, нет расхода металла. По сравнению с из35 вестным предлагаемое устройство обладает повьш1енными надежностью и точностью, так как электропроводящая дорожка и дифференцирующее устройство заменены на ряд электронных элементов

40

Формула изобретения

Устройство для обучения работе на металлорежущих станках, содержащее

45 закрепленную в центрах станка модель обрабатываемой детали, связанную с датчиком механических усилий, установленным на суппорте станка и подключенным к входу измерительного мос50 та, первый и второй регистраторы ошибок, состоящие из первого и второго компараторов, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ, вьпсод которого

55 подключен к информационному входу первого счетчика, и второго счетчика, информационный вход которого соединен с выходом элемента И, первый вход которого подключен к выходу элемента

задержки, вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, генератор, выход которого подключен к вторым входам элементов И, первые входы первого и второго компараторов первого регистратора ошибок соединены соответственно с выходом измерительного моста и с первым выходом блока ввода эталонов, а вторые входы - соответ- |Ственно с вторым выходом блока ввода эталонов, и выходом измерительного моста, выходы первого и второго компараторов и первого и второго счетчиков первого регистратора ошибок и выходы первого и второго компараторов и первого и второго счетчиков второго регистратора ошибок подключены соответственно к первому, второму, пятому, шестому, третьему, четвертому, седьмому и восьмому входам блока предъявления учебной информации,счетчик адресов, выход которого соединен

с первым входом блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу формирователя кодов, а выход - к входам блокировки первого и второго счетчиков первого и второго регистраторов ошибок, установочные входы которых соединены с выходом формирователя импульсов, подключенным к усРедактор Н.Тупица Заказ 5699/46

Составитель А.Карлов Техред Л.Олийнык

Корректор

Тираж 433Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, V. Ужгород, ул. Проектная, 4

236

тановочному входу отличающ целью повьш1ения

8

счетчика адресов, е е с я тем, что, с надежности и точности

устройства, в него введены частотный детектор, элемент задержки, блок постоянной памяти,цифроаналоговый преобразователь, сумматор и датчик частоты вращения вала ручки продольной подачи, выход которого соединен с входами частотного детектора и элемента задержки и информационным входом счетчика адресов, выход которого подключен к входу блока постоянной памяти, выход которого соединен с информационным входом цифроаналогового преобразователя, выход частотного детектора подключен к первым входам первого и второго компараторов второго регистратора ошибок, вторые входы которых соединены с выходами соответственно цифроаналогового преобразователя и сумматора, входы опорного напряжения и синхронизации цифроаналого- вого преобразователя подключены к третьему выходу блока ввода эталонов и выходу элемента задержки соответственно, а выход - к первому входу сумматора, второй вход которого соединен с четвертым выходом блока ввода эталонов.

Корректор А.Тяско

Изобретение относится к техническим средствам обучения и может быть использовано для отработки движений рук при работе на металлорежущих станках. Цель изобретения - повышение надежности и точности устройства. Устройство содержит установленную в центрах станка модель 1 обраба- тьтаемой детали, выполненную Б виде планшета, торец которого изготовлен в виде известной функциональной зависимости, закрепленный на суппорте