Устройство для вычисления корректирующих поправок погрешности установки детали Советский патент 1991 года по МПК G05B19/18 G05B19/404 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах числового программного управления станками.

Целью изобретения является повышение точности обработки и упрощение устройства за счет замера углового отклонения в системе координат, связанной с деталью, от системы координат, связанной со станком.

На фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг. 2 - траектория движения измерительного датчика.

Устройство (фиг. 1) состоит из генератора 1 импульсов, синхронизатора 2 импульсов, элемента ИЛИ 3, четырехразрядного кольцевого сдвигового регистра 4, элементов И 5, 6, 7, кругового интерполятора 8, счетчиков 9, 10, 11, датчика 12 касания, элемента ИЛИ 13, приводов 14 и 15 координат УиХ.

В исходном состоянии (после сигнала предварительной установки - ПУ) элементы устройства находятся в следующем состоянии: единица в младшем разряде сдвигового регистра-4 и нули в остальных разрядах; в круговой интерполятор 8 занесена следующая информация: , счетчик 9 установлен в ноль; счетчики 10, 11 - в единицу. Поэтому все элементы И 5-7 закрыты

Вычисление необходимых величин sin a, cos о., с помощью которых система координат детали Xi,Yi привязывается к системе координат станка XY (фиг. 2), выполняется следующим образом По сигналу Пуск, поступающему от некоторого внешнего устройства на вход элемента ИЛИ 3, на его выходе формируется импульс, поступающий на вход синхронизатора 2 импульсов, на второй вход которого поступает частота f с выхода генератора 1 импульсов. В результате на выходе синхронизатора 2 формируО 00 N) Ю

,N|

сл

ется импульс, который поступает на вход сдвига кольцевого сдвигового регистра 4, в результате чего единица из первого разряд ; регистра 4 сдвигается во второй. Единичный сигнал с выхода второго разряда регистра 4 открывает элемент И 5, в результате чего импульсы с выхода элемента И 5 через элемент ИЛИ 13 поступают на вход привода 14 по каналу +Y. Щуп датчика начинает двигаться по координате Y от точки А к точке Б (фиг. 2). При касании щупом детали в точке Б датчик 12 выдает сигнал, который поступает через элемент ИЛИ 3 на вход синхронизатора 2. В результате на выходе синхронизатора 2 формируется импульс, поступающий на сдвиговый вход регистра 4, единица в котором сдвигается с второго разряда в третий. В результате элемент И 5 закрывается и открывается элемент И 6. Импульсы частоты f начинают поступать на вход счетчика 11 и привод 15 координаты X по каналу плюс. Поэтому теперь щуп датчика 12 начинает двигаться от точки Б к точке В. Движение продолжается до тех пор, пока счетчик 11, в который занесена величина, принятая за единицу, например 2П, не переполнится (сбросится в ноль) и его выходной сигнал переполнения (ноль) не поступит через элемент ИЛИ 3 на вход синхронизатора 2, на выходе которого формируется импульс, поступающий на вход сдвига регистра 4. Величина, принятая за единицу, выбирается равной единичному радиусу окружности, причем точность задания этого радиуса в дискретах определяет точность вычисления корректирующих поправок.

Поскольку точность обработки детали на станке с ЧПУ не может быть выше дискреты, то и ошибка должна вычисляться с точностью до дискреты. Однако на точность обработки, кроме точности вычисления поправки, оказывает влияние максимальный размер детали, подлежащей обработке. Так, если величина радиуса равна или больше перемещений, выполняемых при обработке конкретной детали, то величина погрешности обработки, внесенной неточной установкой детали, после корректировки не превышает одной дискреты. Если, например, перемещение в два раза больше, чем радиус R..TO погрешность может составить две дискреты. Но эта дискрета будет в пределах 0,01-0,02 мм для соточных станков и соответственно 0,001-0,002 мм для микронных станков. Наиболее худшим случаем является случай, когда деталь, соизмеримая с размерами стола станка, не имеет большой плоскости (сторона БГ). которую можно использовать за базовую.

Тогда приходится использовать дополнительные приемы для вычисления корректирующих поправок, чтобы обеспечить необходимое расстояние между точками Б и

Г. Рдиница в регистре 4 сдвигается с третьего в четвертый разряд, закрывается элемент И 6. В результате движение щупа прекращается в точке В (фиг. 2). Но так как теперь открывается элемент И 7, то частота

f начинает поступать на вход аргумента кругового интерполятора 8. Интерполятор начинает интерполировать дугу окружности единичного радиуса от точки В к точке Г. При этом его выходные импульсы координаты Y

5 поступают на вход плюс счетчика 9 и через элемент ИЛИ 13 на вход привода 14 координаты Y по каналу плюс, а выходные импульсы координаты X поступают на вычитающий вход счетчика 10 и на вход при0 вода 15 координаты X по каналу минус.

Тип счетчиков 9, 10 определяется направлением движений по осям X, Y при отработке дуги ВГ. для случая, указанного на фиг. 2, это - X, +Y. В соответствии с вы5 бранным направлением счетчика 10. в который заносится 1 или R, должен считать ча вычитание, а счетчик 9, в который заносится О, должен считать на сложение, Следует отметить, что в действительности 1 - это

0 0,1111...11. Эта же величина должна быть занесена в интерполятор 8 в качестве Хн. Величина R или точность задания 1 определяются исходя из соображений, изложенных выше. В результате щуп датчика 12

5 движется по окружности от точки В в сторону точки Г, При касании щупа с деталью в точке Г датчик 12 вырабатывает импульс, который, пройдя через элемент ИЛИ 3. поступает на вход синхронизатора 2, на выхо0 де которого формируется импульс сдвига, поступающий на сдвиговый вход регистра 4. В результате единица из четвертого разряда кольцевого регистра 4 сдвигается в первый. Элемент И 7 закрывается, поступление

5 частоты f на вход интерполятора 8 прекращается. Движение щупа прекращается. В этот момент в счетчиках 9 и 10 оказываются искомые величины sin аи cos а соответственно.

0Формула изобретения

Устройс гво для вычисления корректирующих поправок погрешности установки детали, содержащее датчик касания, круговой интерполятор, первый и второй приводы ко5 ординат и первый счетчик импульсов, отличающееся тем. что, с целью повышения точности и упрощение устройства, в него введены первый и второй элементы ИЛИ, второй и третий счетчики импульсов, три элемента И. генератор импульсов, синхронизатор импульсов и кольцевой сдвиговый регистр, выходы которого соединены с первыми входами первого, второго и третьего элементов И, вторые входы которых подключены к выходу генератора импульсов и к первому входу синхронизатора импульсов, выход которого соединен с входом сдвига кольцевого сдвигового регистра, а второй вход - с выходом первого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с входом Пуск устройства, второй вход -- с выходом датчика касания, а третий вход - с выходом переполнения первого счетчика импульсов, вход установки которого подключен к первому входу задания устройства, счетный вход- к выходу второго элемента И и к входу первого привода координат, второй вход которого соединен с выходом координаты X кругового интерполятора и с вычитающим входом второго счетчика импульсов, вход

установки которого подключен к второму входу задания устройства, а разрядные выходы - к первому выходу устройства, выход первого элемента И соединен с первым входом второго элемент; ИЛИ, выход которого подключен к второму приводу координат, а второй вход - к выходу координаты Y кругового интерполятора и к суммирующему входу третьего счетчика импульсов, вход установки которого соединен с третьим входом задания устройства, а разрядные выходы - с вторым выходом устройства, выход третьего элемента И соединен с входом задания аргумента кругового интерполятора, первый и второй входы начальной установки которого соединены с четвертым и пятым входами задания устройства соответственно, шестой вход задания которого соединен с входом предварительной установки кольцевого сдвигового регистра.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах числового программного управления станками. Задачей, решаемой изобретением, является повышение точности обработки и упрощение устройства за счет уменьшения угловой погрешности установки детали относительно системы координат станка. Для этого в устройство, состоящее из приводов координат, счетчика интерполятора и датчика каса- ния, введены генератор импульсов, синхронизатор импульсов, элементы ИЛИ, элементы И, дополнительные счетчики импульсов. 2 ил.