Пневматическая следящая система для управления бесцентрошлифовальным станком Советский патент 1987 года по МПК B24B51/00 G05B11/44 

Изобретение относится к пневмоавтоматике и может найти применение в системах управления бесцентровым шлифованием колец или тел качения подшипников.

Целью изобретения является повышение точности и надежности системы управления бесцентрошлифовальным станком.

На чертеже схематично показана пневматическая следящая система для управления бесцентрошлифовальным станком.

Пневматическая следяш.ая система для управления бесцентрошлифовальным станком содержит источник 1 стабилизированного давления, сообш,енный через входное сопло, выполненное в виде эжектора 2, через измерительное сопло 3, установленное в призматической направляюш,ей 4, и зазор между торцом измерительного сопла 3 и обработанными деталями 5, проходящими по призматической направляющей 4, с атмосферой. Эжектирующий выход эжектора 2 через первый постоянный дроссель 6 сообщен с рабочим входом 7 клапана 8, имеющего две камеры 9 и 10, отделенные друг от друга вялой мембраной 11. В камере 9 клапана 8 установлено с возможностью взаимодействия мембраной 11 сопло 12, сообщенное с выходом 13 клапана 8. Камера 10 связана с запирающим входом 14 клапана 8. Эжектирующий выход эжектора, 2 также связан с входом 15 смещения первого струйного дискретного элемента 16, имеющего, кроме того, вход 17 питания и вход 18 управления. Прямой выход 19 первого струйного дискретного элемента 16 соединен с запирающим входом 14 клапана 8, с входом 20 включения первого реле 21 времени и с входом 22 вык„1ючения второго реле 23 времени. Инверсный выход 24 первого струйного дискретного элемента 16 сообщен с входом 25 выключения первого реле времени и с входом 26 включения второго реле 23 времени. Выход 13 клапана 8 соединен через емкость 27 с входом 28 управления повторителя 29, имеющего две камеры 30 и 31, разделенные вялой мембраной 32. В камере 31 повторителя 29 установлено с возможностью взаимодействия с вялой мембраной 32 сопло 33, сообщенное с атмосферой. Вход 34 повторения повторителя 29 связан с камерой 31, с входом 35 ротаметра 36, с входом 18 управления первого струйного дискретного элемента 16 и через второй постоянный дроссель 37 с источником 1 стабилизированного давления. Выход 38 ротаметра 36 подключен к соплу 39 от которого в осевом направлении смещено сопло 40, связанное с входом 41 управления второго струйного дискретного элемента 42, имеющего вход 43 питания и вход 44 смещения, который подключен к междроссельной камере, ограниченной третьим постоянным дросселем 45 и регулируемым дросселем

46, сообщенным с атмосферой. Дроссель 45 подключен к источнику 1 стабилизированного давления. Прямой выход 47 второго струйного дискретного элемента 42 сообщен с атмосферой, а его инверсный выход 48 связан с входом 49 управления третьего струйного дискретного элемента 50, имеющего вход 51 питания и вход 52 смещения. Прямой выход 53 третьего струйного дискретного элемента 50 соединен с входом 54 включения третьего реле 55 времени, а его инверсный выход 56 связан с входом 57 выключения третьего реле 55 времени. Выход 58 третьего реле 55 времени соединен с устройством 59 подналадки станка и с первым входом 60 управления четвертого струйного дискретного элемента 61 имеющего вход 62 питания и второй вход 63 управления. Инверсный выход 64 четвертого струйного дискретного элемента 61 сообщен с атмосферой, а его прямой выход 65 связан с входом 52 смещения третьего струйного дискретного элемента 50. Выход 66 первого реле 21 времени и выход 67 второго реле 23 времени подключен к второму входу 63 управления четвертого струйного дискретного элемента 61.

Пневматическая следящая система для управления бесцентрощлифовальным станком работает следующим образом.

При движении отшлифованных деталей

5 по призматической направляющей 4 зазор между деталями 5 и торцом измерительного сопла 3 будет постепенно возрастать, так как из-за постепенного износа шлифовального круга постепенно возрастает размер обработанных деталей. В моменты прохождения фасок над измерительным соплом-3 наблюдаются резкие возрастания зазора. В зависимости от зазора меняется давление на эжектирующем выходе эжектора 2 (возрастание зазора приводит к

уменьщению давления на эжектирующем выходе эжектора 2), а следовательно, и давление на входе 15 смещения первого струйного дискретного элемента 16. Давление с эжектирующего выхода эжектора 2 через первый дроссель 6, камеру 9 клапана 8, зазор между вялой мембраной 11 и соплом 12 и емкость 27 поступает в камеру 30 повторителя 29. Дроссель 6 и емкость 27 уменьшают влияние случайных изменений давления на эжектирующем выходе эжектора 2

на управляющее давление, устанавливающееся в камере 30 повторителя 29 и определяющееся износом шлифовального круга. От давления в камере 30 зависит зазор между соплом 33 и вялой мембраной 32, а следовательно, и давление на входе 34 повторителя 29, на входе 35 ротаметра 36 и на входе 18 управления первого струйного дискретного элемента 16. Прохождения фасок вызывают резкие падения давления на эжек

тирующем выходе эжектора 2 и, следовательно, на входе 15 смещения первого струйного дискретного элемента 16, что приводит к перебросам давления с инверсного выхода 24 последнего на его прямой выход 19, приводящим под воздействием посту- пающего на запирающий вход 14 клапана 8 давления к перекрытиям вялой мембраной 11 сопла 12, а это в свою очередь не позволяет падать в моменты прохождения фасок над измерительным соплом 3 управляющему Ю давлению в камере 30 повторителя 29 и, следовательно, давлению на его входе 34 повторения, входе 35 ротайетра и входе 18 управления первого струйного дискретного элемента 16. В процессе движения деталей 5 5 по призматической направляющей 4 переброс струи с инверсного выхода 24 первого струйного дискретного элемента 16 на его прямой выход 19 в момент прохождения фаски и обратный переброс струи с выхода 19 на выход 24 при прохождении над соплом 3 очередной детали и так далее приводит к периодическим поступлениям сигнала на соответствующие входы 20 и 26 включения и входы 25 и 22 выключения реле

на его входе 54 включения, что приводит к отсутствию давления на выходе 58 третьего реле 55 времени, а следовательно, на первом входе 60 управления четвертого струйного дискретного элемента 61 и к отсутствию давления в устройстве 59 осуществления подналадки станка, которое при этом бездействует. Отсутствие давлений на входах 63 и 60 управления четвертого струйного дискретного элемента 61 приводит к истечению струи в атмосферу с его инверсного выхода 64 и к отсутствию давления на прямом выходе 65, что вызывает отсутствие давления на входе 52 смещения третьего струйного дискретного элемента 50. В случае достижения щлифовальным кругом предельно допустимого износа давление на входе 41 управления второго струйного дискретного элемента 42 снижается до порогового значения, при котором происходит переброс струи с прямого выхода 20 47 второго струйного дискретного элемента 42 на его инверсный выход 48 и возникновение давления на входе 49 управления третьего струйного дискретного элемента 50, что в свою очередь вызывает переброс с ин21 и 23 времени, время выдержки которых 25 версного выхода 56 в прямой выход 53 третьего струйного дискретного элемента 50. Это приводит к возникновению давления на входе 54 включения и к исчезновению давления на входе 57 выключания третьего реле 55 времени. В случае наличия давления на входе 54 включения третьего реле 55 времени в течение времени настройки его выдержки с выхода 58 третьего реле 55 времени поступает давление в устройство 59 осуществления подналадки станка, которое перемещает щлифовальный круг

препятствует появлению давлении на их выходах 66 и 67 и приводит к отсутствию давления на втором входе 63 управления четвертого струйного дискретного элемента 61. Воздух с выхода 38 ротаметра 36 поступает в сопло 39, частично стравливается в атмосферу через зазор .между соплом 39 и соплом 40, а также поступает в последнее, создавая тем самым давление, определяющееся износом щлифовального круга и независящее от размера фасок деталей 5, на входе 41 управления второго, струйного дискретного элемента 42. Раздвинутые относительно друг друга в осевом направлении сопла 39 и 40 позволяют устранить влияние на расход .воздуха через ротаметр 36 сечения входа 41 управления второго струйного дискретного элемента 42, создавая тем самым воз.можность отсчета по ротаметру 36 поступающего на его вход 35 давления с высокой чувствительностью, чем обеспечивается высокая точность визуального контроля износа щлифовального круга. С помощью регулируемого дросселя 46 второй струйный дискретный элемент 42 настроен таким образом, что до достижения предельно допустимого износа щлифовального круга струя находится на его прямом выходе 47 и оттуда истекает в атмосферу. Так как при этом давление на инверсном выходе 48 второго струйного дискретного элемента 42, а следовательно, и на входе 49 управления третьего струйного дискретного элемента 50 отсутствует, то давление поступает с инверсного выхода 56 третьего струйного дискретного элемента 50 на вход 57 выключения третьего реле 55 времени и отсутствует

на его входе 54 включения, что приводит к отсутствию давления на выходе 58 третьего реле 55 времени, а следовательно, на первом входе 60 управления четвертого струйного дискретного элемента 61 и к отсутствию давления в устройстве 59 осуществления подналадки станка, которое при этом бездействует. Отсутствие давлений на входах 63 и 60 управления четвертого струйного дискретного элемента 61 приводит к истечению струи в атмосферу с его инверсного выхода 64 и к отсутствию давления на прямом выходе 65, что вызывает отсутствие давления на входе 52 смещения третьего струйного дискретного элемента 50. В случае достижения щлифовальным кругом предельно допустимого износа давление на входе 41 управления второго струйного дискретного элемента 42 снижается до порогового значения, при котором происходит переброс струи с прямого выхода 0 47 второго струйного дискретного элемента 42 на его инверсный выход 48 и возникновение давления на входе 49 управления третьего струйного дискретного элемента 50, что в свою очередь вызывает переброс с инверсного выхода 56 в прямой выход 53 тре

тьего струйного дискретного элемента 50. Это приводит к возникновению давления на входе 54 включения и к исчезновению давления на входе 57 выключания третьего реле 55 времени. В случае наличия давления на входе 54 включения третьего реле 55 времени в течение времени настройки его выдержки с выхода 58 третьего реле 55 времени поступает давление в устройство 59 осуществления подналадки станка, которое перемещает щлифовальный круг

на щаг, компенсирующий износ шлифовального круга. Одновременно с этим давление поступает на первый вход 60 управления четвертого струйного дискретного элемента 61, появление которого вызывает переброс

струи с инверсного выхода 64 в прямой выход 65 четвертого струйного дискретного элемента 61, что в свою очередь вызывает появление давления на входе 52 смещения третьего струйного дискретного элемента 50, приводящее к перебросу струи с прямого выхода 53 в инверсный выход 5г6 третьего струйного дискретного элемента 50, вызывающему выключение третьего реле 55 времени, т.е. снятие давления на его выходе 58. Время выдержки реле 55 времени

выбирается не менее времени прохождения по призматической направляющей 4 столба деталей 5, расположенного от позиции обработки станка до позиции измерения, поэтому все остальные детали из этого столба не вызывают ложных подналадок. При

достижении щлифовальным кругом очередного предельно допустимого износа цикл повторяется и третье реле 55 времени, выдает очередной подналадочный импульс в уст

ройство 59 осуществления подналадки станка и так далее.

В случае, когда произойдет вынужденная остановка деталей 5 на направляющей 4 и над измерительным соплом 3 окажется деталь, размер которой соответствует необходимости подналадки, давление на входе 15 смещения первого струйного дискретного элемента 16 становится больше, чем давление на его входе 18 управления, так как с эжектирующего выхода эжектора 2 расход воздуха ограничен поперечным сечением входа 15 смещения и значительно меньше, чем расход воздуха с входа 34 повторения повторителя 29 через сопло 39 и вход 18 управления, поперечное сечение которого равно поперечному сечению входа 15 смещения. Это приводит к выходу струи с инверсного выхода 24 первого струйного дискретного элемента 16, что влечет за собой наличие давления на входе 25 выключения первого реле 21 времени и отсутствие давления на его входе 20 включения, т.е. отсутствие давления на выходе 66 первого реле 21 времени. Кроме того, выход струи ,с инверсного выхода 24 первого струйного дискретного элемента 16 влечет за собой наличие давления на входе 26 включения второго реле 23 времени и отсутствие давления на его входе 22 выключения, что вызывает появление давления на выходе 67 второго реле 23 давления. С выхода 67 второго реле 23 давления, давление поступает на второй вход 63 управления четвертого струйного дискретного элемента 61 и вызывает переброс струи с его инверсного -выхода 64 в прямой выход 65, приводящий к наличию давления на входе 52 смещения. Остановка на позиции измерения детали, достигщей под- наладочного размера, одновременно с этим вызывает переброс струи с прямого выхода 47 в инверсный выход 48 второго струйного дискретного элемента 42 и возникновение давления на входе 49 управления третьего струйного дискретного элемента 50, что происходит раньше из-за выдержки времени второго реле 23 времени, чем появление давления на входе 52 смещения третьего струйного дискретного элемента 50, и приводит к наличию давления на входе 54 включения третьего реле 55 времени и к отсутствию давления на его входе 57 выключения. Так как время выдержки второго реле 23 времени выбирается больше времени прохождения одной детали, но мень- ще времени выдержки третьего реле 55 времени, возникновение давления на входе 52 смещения возникает раньше, чем срабаты10

15

20

25

55 времени, исключая тем самым появления с выхода 58 третьего реле 55 времени ложных подналадочных импульсов.

В случае, когда на призматической направляющей 4 перед из.мерительным соплом 3 по какой-либо причине исчезают детали, давление на входе 15 смещения первого струйного дискретного элемента 16 падает значительно быстрей, чем давление на входе 28 управления повторителя 29, из-за наличия инерционных элементов (дросселя 6 и емкости 27), а следовательно, чем падение давления на входе 34 повторения повторителя 29 и на входе 18 управления первого струйного дискретного элемента 16. Наступает такой .момент, когда давление на входе 15 смещения первого струйного дискретного элемента 16 становится меньше дав- ления на входе 18 управления этого элемента и происходит переброс струи с инверсного выхода 24 первого струйного дискретного элемента 16 на его прямой выход 19, что влечет за собой подачу давления на запирающий вход 14 клапана 8, под воздействием которого происходит перекрытие вялой мембраной 11 сопла 12. Закрытие клапана 8 предотвращает дальнейшее падение давления на входе 28 управления повторителя 29, а следовательно, и на входах 18 и 41 управления соответствующих струйных дискретных элементов 16 и 42. Одновременно с этим из-за наличия струи в прямо.м вы- 30 ходе 19 первого струйного дискретного элемента 16 и отсутствия струи в его инверсном выходе 24 подается давление на вход 20 включения первого реле 21 времени и вход 22 выключения второго реле 23 времени, что приводит к включению первого реле 21 времени и выключению второго реле 23 времени. Давление с выхода 66 первого реле 21 времени подается на второй вход 63 управления четвертого струйного дискретного элемента 61 и вызывает переброс струи с его инверсного выхода 64 в прямой выход 65, приводящий к наличию давления на входе 52 смещения третьего струйного дискретного элемента 50.

Если при длительном отсутствии деталей 5 над измерительным соплом 3 из-за утечек давления через клапан произойдет снижение давления на входе 41 управления второго струйного дискретного элемента 42 до порогового значения, происходит переброс струи с прямого выхода 47 второго струйного дискретного элемента 42 в инверсный выход 48 этого эле.мента и возникновение давления на входе 49 управления третьего струйного дискретного элемента 50. Однако из-за наличия при этом давления

35

40

45

50

вание третьего реле 55 времени, и приводитcj на входе 52 смещения третьего струйного

к обратному перебросу давления с входадискретного элемента 50 струя удерживает54 включения реле 55 времени на вход 57ся на инверсном выходе 56, связанном с

его выключения, т.е. отключает третье релевходом 57 выключения третьего реле 55 вре

0

5

55 времени, исключая тем самым появления с выхода 58 третьего реле 55 времени ложных подналадочных импульсов.

В случае, когда на призматической направляющей 4 перед из.мерительным соплом 3 по какой-либо причине исчезают детали, давление на входе 15 смещения первого струйного дискретного элемента 16 падает значительно быстрей, чем давление на входе 28 управления повторителя 29, из-за наличия инерционных элементов (дросселя 6 и емкости 27), а следовательно, чем падение давления на входе 34 повторения повторителя 29 и на входе 18 управления первого струйного дискретного элемента 16. Наступает такой .момент, когда давление на входе 15 смещения первого струйного дискретного элемента 16 становится меньше дав- ления на входе 18 управления этого элемента и происходит переброс струи с инверсного выхода 24 первого струйного дискретного элемента 16 на его прямой выход 19, что влечет за собой подачу давления на запирающий вход 14 клапана 8, под воздействием которого происходит перекрытие вялой мембраной 11 сопла 12. Закрытие клапана 8 предотвращает дальнейшее падение давления на входе 28 управления повторителя 29, а следовательно, и на входах 18 и 41 управления соответствующих струйных дискретных элементов 16 и 42. Одновременно с этим из-за наличия струи в прямо.м вы- 0 ходе 19 первого струйного дискретного элемента 16 и отсутствия струи в его инверсном выходе 24 подается давление на вход 20 включения первого реле 21 времени и вход 22 выключения второго реле 23 времени, что приводит к включению первого реле 21 времени и выключению второго реле 23 времени. Давление с выхода 66 первого реле 21 времени подается на второй вход 63 управления четвертого струйного дискретного элемента 61 и вызывает переброс струи с его инверсного выхода 64 в прямой выход 65, приводящий к наличию давления на входе 52 смещения третьего струйного дискретного элемента 50.

Если при длительном отсутствии деталей 5 над измерительным соплом 3 из-за утечек давления через клапан произойдет снижение давления на входе 41 управления второго струйного дискретного элемента 42 до порогового значения, происходит переброс струи с прямого выхода 47 второго струйного дискретного элемента 42 в инверсный выход 48 этого эле.мента и возникновение давления на входе 49 управления третьего струйного дискретного элемента 50. Однако из-за наличия при этом давления

5

0

5

0

мени, которое остается при этом выключенным, что исключает возможность появления ложных подналадок.

Формула изобретения

Пневматическая следящая система для управления бесцентрошлифовальным станком, содержащая источник стабилизированного давления, входное и измерительное сопла, последовательно подключенные к источнику стабилизированного давления, от- счетное устройство, устройство подналадки станка и призматическую направляющую для деталей, в которой установлено измерительное сопло, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности и надежности, она снабжена тремя реле времени с входами включения и выключения и выходом, клапаном с рабочим и запирающим входами и выходом, повторителем с входами управления и повторения, двумя соплами, взаимно смещенными в осевом направлении, четырьмя струйными дискретными элементами с входами питания, прямыми и инверсными выходами, причем первый, второй и третий струйные дискретные элементы снабжены соответственно входом управления и смещения, а четвертый струйный дискретный элемент - двумя входами управления, емкостью, тремя постоянными и одним регулируемым дросселями, при этом отсчетное устройство выполнено в виде ротаметра с входом и выходом, входное сопло выполнено в виде эжектора, эжектирующий выход которого связан через первый постоянный дроссель с рабочим входом клапана и с входом смещения первого струйного дискретного элемента, инверсный выход которого подключен к входу выключения первого реле времени и к входу включения второго реле времени, а его прямой выход соединен с входом включения первого реле времени, с входом выключения второго реле времени и с запирающим входом клапана, выход которого через емкость сообщен с входом управления повторителя, вход повторения которого соединен с входом ротаметра, с входом смещения первого струйного дискретного элемента и через второй постоянный дроссель - с источником стабилизированного давления, выход ротаметра через два соосно установленных сопла

5 подключен к входу управления второго струйного дискретного элемента, прямой выход которого сообщен с атмосферой, а инверсный выход подключен к входу управления третьего струйного дискретного элемента, прямой и инверсный выходы которого соответственно подключены к входам включения и выключения третьего реле времени, выход которого связан с устройством подналадки станка и с первым входом управления четвертого струйного дискретного элемента,

5 инверсный выход которого сообщен с атмосферой, а его прямой выход связан с входом смещения третьего струйного дискретного элемента, причем выходы первого и второго реле времени соединены с вторым входом

л управления четвертого струйного дискретного элемента, источник стабилизированного давления через третий постоянный дроссель соединен с входом смещения второго струйного дискретного элемента и через регулируемый дроссель - с атмосферой.

0

Изобретение относится к технике автоматического управления и может быть, применено в производстве шариковых подшипников. Пневматическая следяш,ая система содержит входное 2 и измерительное 3 сопла, отсчетное устройство, устройство 59 под- наладки станка и призматическую направ- ляюш,ую 4 для деталей. Выполнение отсчет- ного устройства в виде ротаметра 36, входного сопла 2 в виде эжектора, а также включение в схему пневматической следящей системы трех реле времени 21,23 и 55, клапана, повторителя и четырех струйных дискретных элементов 16,42,50 и 61 позволяет устранить влияние фасок обработанных деталей, а также отсутствия или остановки этих деталей на управляющий сигнал и тем самым уменьшить возможность возникновения ложных подналадочных ИМПУЛЬСОВ. 1 ил. со О5 ьо о 00