Пневмогидравлическая позиционная система числового программного управления Советский патент 1978 года по МПК F15B21/02 

связан с подвижными продольными направляющими, причем управляюище входы цифровых пневмопозпционеров,подключены к выходам программного блока. При использовании изобретения обеспечивается автоматическая установка упоров линейки датчика обратной связи но заданной программе путем смещения следящего золотника со щупом по двум взаимно перпендикулярным направлениям - в поперечном направлении для установки щупа золотника на уровень заданного упора и в продольном направлении на требуемую величину внутрищагового смещения. Кроме того, изобретение позволяет использовать систему числового программного управления в станках с больщими перемещаемыми массами и программируемыми перемещениями до 2 м и более. На чертеже показана схема пневмогидравлической позиционной системы числового программного управления с авто1 1атической установкой упоров. Система включает в себя программный блок 1, блок 2 управления, источник 3 питания, гидродвигатель 4, соединенный соответствующей передачей с кареткой 5 станка, следящий золотник 6, размещенный на каретке, два цифровых пневмопозиционера 7 и 8, датчик обратной связи - линейку 9 с упорами 10, жестко закрепленную на основании 11, и логический блок 12, осуществляющий стыковку системы со станком. Программный блок 1, например матричный коммутатор, содержащий матричную панель и обегающее устройство, предназначен для введения размерной информации, записанной на программоносителе в цифровом виде, в систему по сигналаАК логического блока 12. Выходы 13 программного блока 1 соединены с управляющими входами 14 цифровых пневмопозиционеров и с входом логического блока 12, па который подается сигнал об окончании позиционирования. Блок 2 управления состоит из двух трехпозиционных реверсивных гпдрозолотников 15 п 16. Унравляющие входы 17 и 18 блока соединены с выходами логического блока 12, магистраль питания 19 - с источником 3 питания, а выходы по липиям связи 20, 21 и 22 - с гидродвигателем 4 и следящим золотником 6. Источник питания - насосная установка включает в себя гидробак 23, насос 24 низкого давления, насос 25 высокого давления и два предохранительпых клапана 26 и 27. Каретка 5 перемещается гидродвигателем 4 по паправляющим 28 стапка вдоль линейки 9 с упорами 10. На каретке установлен следящий золотник 6, щуп 29 которого при движении каретки влево взаимодействует с упорами 10 линейки 9. Следящий золотник 6 установлен на продольных и поперечных 31 направляющих с возможностью перемещепия в двух взаимно перпендикулярных напранлениях таким образом, что щуп 29 следящего золотника может быть установлен напротив любого из yjiopOB 10 линейки 9. Перемещение следящего золотника по направляющим осуществляется двумя цифровыми пневмонозиционерами 7 и 8, преобразующими цифровую информацию, поступающую на входы пневмопозиционеров от программного блока в двоично-десятичном коде, в линейное перемещение выходного звена-штока. Каждый из пневмопозиционеров состоит из гильзы 32, в которой размещены порщни 33 с разной величиной хода,последовательно соединенные друг с другом, общее суммаркое движепнс которых линейно перемещает выходной шток, соединенный с последним порщнем. Шток 34 пневмопозицпопера 7, установленного -на продольных направляющих 30, кинематически связан с корпусом следящего золотника 6 и смещает его при выдвижении в направлении, совпадающем с двил ением каретки, на величину внутрищагового смещения. Шток 35 пневмопозиционера 8, установленного на поперечных направляющих 31, кинематически соединен с продольными направляющими н смещает их вместе с установленным на нпх золотником в направлении, перпендикулярном к движению каретки, осуществляя выбор упора. Входы 14 каждого позиционера соединены с соответствующими выходами программного блока 1. В штоковые полости обоих пневмопозипионеров по линиям связи 36 и 37 от блока 12 подается давление подпора для установки выходных щтоков в исходное положение. В пневмопозиционере 7, обеспечивающем впутрищаговое смещение следящего золотника, ходы порщней образуют, например, следующий ряд: 0,1; 0,2; 0,4; 0,8; 1,2; 4; 8; 10; 20; 40; 80, обеспечивая при этом смещение следящего золотника в любую позицию в пределах 159,9 мм с дискретностью 0,1 мм за счет суммирования ходов порщпей. Для повыщения разрещающей способности системы в пневмопозиционер можпо ввести поршни с ходом менее 0,1 мм. Во втором пневмопозиционере 8, смешающим следящий золотник в поперечном направлепин, разрешающая способность может быть ограничена единичными разрядами, и ходы поршней образуют, например, следующий ряд: 1, 2, 4, 8, 10, 20, 40 мм. При этом обеспечивается выдвижение щтока в любую позицию в пределах от О до 84 мм с дискретностью 1 мм. Линейка 9 жестко закреплена на основанпп 11 станка параллельно перемещению каретки 5 таким образом, что при перемещении каретки щуп 29 следящего золотника пирается в любой из заданных упоров 10 липейки. Упоры 10 липейки выполнены ступенчатыми с разностью по высоте порядка 2 ... 3 мм, расположены по линейке равномерно с точным шагом и образуют абсолютную шкалу расстояний, например, О, 160, 320, 480 и т. д. 160п, где п - номер упора, 160 мм - шаг упоров.

Для быстрого возврата каретки в исходное положение на линии 22 связи схемы установлен предохранительный клапан 38, управляюш,ий вход которого линией 39 связи соединен с выходом гидрозолотника 16.

Логический блок 12 управляет программным блоком 1, подавая команды на включение позиционирования и на возврат в исходное положение обегаюш,его устройства блока 1; блоком 2 управления, на который подаются команды «Каретка вперед, «Каретка назад, пневмопозиционерами 7 и 8, в штоковые полости которых подается давление подпора, и осуществляет стыковку системы со станком.

Пневмогидравлическая позиционная система работает следующим образом.

Программа работы станка набирается установкой штекеров на матричной панели программного блока 1. В исходном положении сигналов на выходах блока 1 нет. Пневмопозиционеры сложены, штоки их втянуты и следящий золотник установлен в исходном положении.

По сигналу логического блока 12 «Позиционирование обегающее устройство матричного коммутатора переключается на считывание первого заданного размера - координаты первой остановки каретки. Цифровая информация блока 1 поступает на входы 14 пневмопозиционеров 7 и 8, устанавливающих щуп следящего золотника на уровень заданного упора.

В качестве заданного упора при программировании принимается упор, соответствующий величине перемещения, являющейся ближайшей большей по отношению к требуемой величине перемещения. Например, если каретку станка необходимо цереместить на 350,5 мм от исходного положения, то задается упор, соответствующий по шкале линейки 480 мм, а разность между номиналом упора и требуемым перемещением (480-350,,5 мм), выбирается путем смещения следящего золотника на эту величину в продольном направлении.

Для этого на входы лневмопозиционера 7 подается от блока 1 комбинация сигналов, обеспечивающая выдвижение штока 34 на эту величину (125,5 мм -80; 40; 4; 1; 0,4; 0,1).

По окончании установки следящего золотника в требуемое положение от логического блока 12 подается команда «Каретка внеред на включение гидрозолотника 15, выходной сигнал которого поступает в левую полость управления реверсивного гидрозолотника 16. При этом масло от насоса 24 низкого давления подается через золотинк 16 и линию 21 к гидродвигателю 4. Начинается перемещение каретки 5 по направляющим 28 станка влево. Масло, пройдя через гидродвигатель 4, линию связи 20 п гидрозолотник 16, поступает в линию 22, сообщенную с насосом 25 высокого давления и через следящий золотник 6 на слив.

В этой стадии цикла сопротивление следящего золотника мало, так как он открыт, масло свободно проходит через пего на слив и в линию 20 поддерживается давление, устанавливаемое насосом 24 низкого давления. Перемещение каретки 5 вместе со следящим золотником вдоль неподвижной линейки 9 продолжается до тех пор, пока щуп 29 золотника не наедет на заданный упор 10 линейки. Скорость перемещения каретки определяется производительностью насоса 24 и настройкой дросселя следящего золотника.

Когда упор 10 воздействует на щуп 29 следящего золотника, сопротивление последнего увеличивается за счет перекрытий дросселя, и давление в линиях 20 н 22 увеличивается. Когда сопротивление следящего золотника становится таким, что давление в магистралях 20 н 22 достигает величины, равной входному давлению, гидродвигатель 4 останавливается и движение каретки 5 прекращается.

По окончании первого позиционирования с блока 12па вход 18 подается сигнал «Каретка назад. Происходит снятие щупа следящего золотника с упора. Сигнал поступает в правую полость управления гидрозолотника 15, который, переключаясь, подает сигнал в правзЮ полость управления гидрозолотника 16, и по линии связи 39 на включение предохранительного клапана 38. Происходит реверс вращения гидродвигатсля и реверс перемещения каретки. При этом линия 22 сообщается со сливо.м не только через следящий золотник, но и через предохранительный клапан, в результате чего происходит быстрый отвод каретки назад.

Во вре.мя снятия каретки с упора цифровая информация на входы пневмопозиционеров не поступает и они под действием давления подпора складываются, занимают исходное положение.

При поступлении следующего сигнала «Позиционирование обегающее устройство переключается на считывание следующей строки, вводится новая размерная информация на входы цифровых пневмопозиционеров, и цикл позиционирования каретки повторяется.

Позиционирование каретки осуществляется до тех пор, пока не будут считаны все запрограммированные точки останова каретки. По окончании позиционирования с выхода блока 1 подается сигиал «Окончаиие позиционирования на логический блок 12, в результате которого логический блок 12 подает сигналы «Реверс каретки и