ВСЕСОЮЗНАЯ ПДПНТКО-ТЕХНННЕСНАЯьНЬЛРЮТЕКА Советский патент 1971 года по МПК G05B19/02 

Изобретение относится к устройствам для программирования работы фрезерных стаиков и газорезательных автоматов.

По авт. св. № 249075 известно устройство для записи программ контурной обработки, содержащее двухкоординатный преобразователь изменений напряжений и постоянного тока и изменения фаз напрял ений несущей частоты, представляющий собой координатограф с многооборотными потенциометрами обратной связи, жестко связанными с многополюсными вращающимися трансформаторами. Устройство включает схему пуска, останова и задания начальных условий аналоговой вычислительной мащины типа МН-7 с заданием всех напряжений при помощи магазина резисторов в цепях обратных связей усилителей и точной подгонкой соответствующих постоянных резисторов. В устройстве предусмотрена также схема автоматического согласованного пуска и останова магнитного устройства и аналоговой вычислительной мащины, исключающая запись на .магнитную ленту сигналов в течение времени коммутации аппаратуры.

Аппроксимация дуги окружности в этом устройстве осуществляется отрезками прямых или дугами кривых второго и более высокого порядка.

геометрических образов, упростить расчет программ и процесс записи.

Для этого во введении в устройство интерполятора, выполненного в виде генератора синусоидальных колебаний ипфранпзкой частоты, выдающего два синусоидальных напряжения, сдвинутых но фазе на 90°. Эти два напряжения используются для записи перемещений по двум координатам станка.

На чертеже приведена схема описываемого устройства.

Устройство содержит три усилителя /, 2 и 3 постоянного тока, образующие генератор синусоидальных колебаний. Усилители 1 н 2 работают в режиме интеграторов, усилитель 3 выполняет функции сумматора и инвертора. Для сигнала главной отрицательной обратной связи коэффициент передачи усилителя 3 устанавливается равным единице. При этом, если усилители 1 и 2 выполнены идентично, их выходные наиряжения имеют одинаковую амплитуду и сдвиг ио фазе на 90°. Положительная обратная связь 4 иредпазначена для компенсации затуха1П1я колебаний. Коэффициент положительной обратной связи к предварительно рассчитывается по формуле

к, 2-1,

R - сопротивление на входе интеграторов;

- сопротивление утечки между выходом и входом интеграторов.

Окончательно коэффициент обратной связи уточняется при настройке генератора.

Для записи, например, спирали Архимеда амплитуда синусоидальных колебаний непрерывно возрастает. Для этого положительная обратная связь 4 усиливается, и соответственно уменьшаются начальные значения напряжений на выходах интеграторов.

Угловая скорость подачи при обработке детали на станке устанавливается с помогцью делителей 5 и 6 напряжения на выходах усилителей 3 и У. Время обработки полной окружности равно периоду колебаний

2г. i окр -

скорость подачи по контуру

JT:/

V27t/cт.

г.- (uR окр

. /fe2.2

угловая частота колебаний;

У г/е - коэффициент передачи делителей, установленных на входах интеграторов; Т R-C - постоянная времени интеграторов;

С - емкость конденсатора в цепи обратной связи интегратора.

Поскольку даже для малых подач величина к значительно больше |,

0)

Начальный угол развертывания дуги окружности задается начальными напряжениями, подаваемыми на выходы интеграторов У и 2j с помощью магазинов резисторов 7 п 8.

Амплитуда -выходных напряжений генератора устанавливается равной ±100 в, т. е. принятому в аналоговых вычислительных машинах максимальному значению напряжений. Тогда начальные напряжения интеграторов 10 и /20 определяются по формулам

UIQ 100-cos ао

20 100-sin «о, где ао -начальный угол дуги окружности.

Прекраш,ение развертывания дуги происходит при достижении напряжениями на выходах интеграторов значений, соответствуюгцих конечному углу «к дуги окружности. Для останова с помош,ью магазина резисторов вводится напряжение компенсации, которое сравнивается с напряжение.м на выходе интегратора / (2. Это напряжение для интегратора / в MOMeiiT останова равно

Un IGO-cosccK.

Радиус дуги окружности на станке ири постоянной амплитуде выходных напряжений генератора задается величиной масштаба т, определяемого по формуле

AL Гмм At/ L 8 J

Задание величины производится с помощью делителей напряжений - регуляторов 9 W в цепях обратных связей усилителей 11.

Для преобразования напряжений постоянного тока в изменение фаз несущей частоты

служит двухкоординатный преобразователь (на чертеже показан один канал преобразователя для координаты х, представляющий собой автоматический компенсатор с фазовращателем 12 в кинематической цепи. На вход

усилителя 13 подается разность напряжений- выхода усилителя 7/ и напряжения обратной связи, снимаемого с потенциометра 14 обратной СВЯЗИ. Двигатель 15, перемещая ползунок 14, обеспечивает компенсацию этих иапряжеяий.

Фаза выходного напряжения фазовращателя 12 изменяется пронорционально изменению напряжения постоянного тока, поступающего от усилителя 11. Выход фазовращателя соедипен через эмиттерный повторитель на транзисторе 16 с обмоткой 17 записи магнитной головки записывающего устройства.

Для увеличения точности преобразователя нотенциометры выполняются многооборотными, а в качестве фазовращателей используются мкогополюсные вращающиеся трансформаторы--редусины.

Для обеспечения возможности совмещения конца предыдущего кадра с началом последующего редусины снабжены указателями положения. Но их показаниям производится необходимое совмещение фаз. Перемещение производится за счет воздействия на регуляторы 18 нулевого положения каждого из двух потенциометров уже после того, как на потенциометры поданы от генератора напряжения, соответствующие начальному углу окружности, и входными регуляторами 9 и 10 задан радиус окружности.

Схема останова построена на усилителе 19. Напряжение сравнения U поступает на вход усилителя 19 от усилителя 20. Величина 6с задается магазином резисторов, а знак входным переключателем 21. Нри дугах запиСП, превышающих 180°, преждевременное выключение ири угле а -ак предотвращается реле времени 22. Выдержка времени равна « рчСср) Реле 23 останова, прекращающее процесс развертывания окружности, т. е. останавливающее аналоговую вычислительную мащину, имеет некоторую инерцию. Для более точного прекращения записи в конечной точке кадра к базе транзистора 16 иодключен через гасящий резистор выход усилителя 19. В точке останова выходное нанря- 25 жение усилителя 19 переводит транзистор 16 либо в режим отсечки либо в режим насыщения в зависимости от знака этого напряжения. После этого фазомодулированный сигнал через транзистор не проходит и на магнитную зо ленту не записывается. Запись кадра программы, например дуги окружности, производится следующим образом. С помощью делителей напряжения устанавливается необходимая угловая скорость со. 35 В случае необходимости с помощью регулятора 24 производится настройка компенсации затухания. С помощью магазинов резисторов 7 и S устанавливаются начальные напряжения /ю и 40 20 интеграторов / и 2, оиределяющие начальный угол OQ. Радиус задается регуляторами 9 и 10. 5 10 15 20 Настраивается схема останова, нри этом напряжение сравнивания устанавливается регулятором 26. После этого производится совмещение фазовых углов редусинов с их значениями в конце предыдущего кадра с помощью регуляторов 18. Пуск аналоговой вычислительной машины производится замыкающим контактом реле записи, которое срабатывает прн пуске лентопротяжного механизма магнитного записывающего устройства. При нуске машины срабатывают реле 27 и 28. Генератор на ус лителях 1, 2 и 3 выдает напряжения U и U,j, изменяющиеся по законам косинуса и синуса. Двигатели 15 вращают фазовые датчнки-редусины и перемещают перо и диаграммпую бумагу, вычерчивая заданную дугу окружности. Фазомодулированные сигналы координат и опорный сигнал записываются на три дорожки магнитной ленты. При достижении заданного значения конечного угла ак с помощью схемы останова передача сигналов транзисторами /6 прекращается, лентопротяжный механизм и аналоговая вычислительная машина останавливается, На этом запись кадра заканчивается. Предмет изобретения Устройство для записи программ контурной обработки по авт. св. Л 249075, отличающееся тем, что, с целью уменьшения числа кадров до числа геометрических образов, уирощения расчета программ и процесса записи, в него введены три усилителя постоянного тока, два интегратора и один инвертор, соединенные по схеме генератора синусоидальных колебаний инфранизкой частоты, два выхода которого соединены со входами двухкоординатного преобразователя изменений напряжений постоянного тока в изменение фаз напряжеНИИ несущей частоты.