Копировальное устройство Советский патент 1980 года по МПК B23Q35/30 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано например, в токарных станках с гидрокопировальным суппортом для обработки сложных фасонных поверхностей. Известны копировальные устройства, содержащие копировальный суппорт с неподвижным основанием и подвижным корпусом, датчик перемещения, соединенный со схемой управления приводом задающей подачи, источник постоянног тока, вычитающее устройство и нелинейный элемент 1. Недостатком таких устройство явля ется быстрый износ инструмента, низкая чистота обрабатываемой поверхнос ти и малая производительность обра ботки . Цель изобретения - повышение про изводительности и качества обработки. Эта цель достигается за счет ста билизсщии скоростных параметров перемещения суппорта во всем его рабо чем диапазоне, для чего устройство снабжено дифференцирующим блоком, включенным между датчиком перемещения и нелинейным элементом, причем нелинейный элемент содержит для положительного и отрицаРгельного сигналов. Нелинейный элемент выполнен в виде имеющих общий ввод детекторов положительного и отрицательного сигнала, детектор положительного сигнала соединен непосредственно с.суммирующим устройством, детектор отрицательногосигнала - через последовательно подключенные инвертор, вычитающеустройство и второй детектор поло . жительного сигнала, причем суммирующее устройство через второе вычитающее устройство соединено со схемой управления приводом задающей подачи, а вычитающие устройства соединены с блоком задания оптимальной величины контурной скорости. На фиг.1 изображена установка датчика пути перемещения на копировальном суппорте на фиг.2 - блок-схема управления копировальным устройством; на фиг.З - диаграмма распределения векторов скоростей подач копировального суппорта. Копировальное устройство, состоит например, из гидрокопировального суппорта 1 с неподвижным в поперечном направлении основанием 2 и подвижным корпусом 3, причем на неподвижном

зсновании 2 установлен выполненный например, в виде потенциометра датчик 4 пути перемещения, ползунок 5 которого закреплен на подвижном корпусе 3 гидрокопировального суппорта 1 и соединен через дифференцирующее устройство 6 с нелинейным элементом (НЭ) и далее с приводом продольной (задающей) пОдачи 7 (см.фиг,1). Потенциометр, или датчик 4, соединен своими выводами с источником 8 постоянного тока,

На станке 9, где установлен гидрокопировальный суппорт 1 с копиром 10, привод 11 соединен с выходом НЭ, на входе которого установлены детекторы положительного 12 и отрицательного 13 сигнала (см.фиг,2), Вводы детекторов 12 и 13 соединены между собой и подключены к датчику 4 пути перемещения через дифференцирующее устройство 6, Вывод детектора 12 положительного сигнала соединен с устройством 14 суммирования, а вывод детектора 13 отрицательного сигнала через инвертор 15, вычитающее устройство 16 и другой детектор 17 положительного сигнала соединен с этим же устройством 14 суммирования, подключенным к другому вычитающему устройству 18, установленному на выходе НЭ (см, фиг.2).

Диаграмма, поясняющая распределение векторов продольной Vqp. , поперечной Vno скоростей подач и контурной « скорости изображена на фиг.З.

Устройство работает следующий образом.

При перемещении подвижного корпуса 3 гидрокопировального суппорта 1 жестко связанный с ним ползунок 5 датчика 4 тоже перемещается, в резултате чего меняется сопротивление, следовательно, и величина снимаемого напряжения между ползунком 5 и одним из выводов датчика 4, или потенциометра, соединенного с источником 8 постоянного тока. Изменение величины напряжения происходит пропорционально пути, проходимого подвижным корпусом 3 гидрокопировального суппорта 1 в поперечном направлении. Полученный сигнал дифференцируется в дифференцирующем устройстве 6, в результате чего образуется сигнал, пропорциональный скорости поперечной подачи гидрокопировального суппорта 1, поступающий затем в схему управления приводом продольной (задающей) подачи (см,фиг,2), Гидрокопировальный суппорт 1 получает от станка 9 продольную подачу со скоростью Упр Острый угол наклона обрабатываемой поверхности к направлению продольной подачи задается копиром 10. Продольная подача со скоростью /пр и данный угол наклона обрабатываемой поверхности определяют скорость поперечной подачи Vqo которая регистрируется

датчиком 4 пути и дифференцирующим устройством 6 и ее величина, выраженная в виде напряжения, поступает на вход НЭ. Датчик 4, или потенциометр, контролирует скорость поперечной подачи гидрокопировального суппорта 1 как на выступах, так и на впадинах профиля, и сигнал с дифференцирующего устройства б поступает как положительный, так и отрицательный в зависимости от формы профиля копира. Положительный сигнал с датчика 4 пропускается только детектором 12 НЭ, отрицательный - только детектором 13, Пропущенный детектором 12 положительный сигнал через суммирующее устройство 14 поступает на вычитающее устройство 18, где этот сигнс1Л вычитается из оптимальной контурной

скорости Vv

подводимой к вычитающему устройству 18 и 16 от схемы управления станка. Полученный сигнал рассогласования поступает на вход привода 11 продольной подачи станка 9 (см. фиг.2), Отрицательный сигнал с датчика 4 пропускается только детектором 13, затем полярность сигнала меняется инвертором 15, и сигнал поступает на вычитающее устройство 16, где он вычитается из сигнала контурной скорости Vj , Полученный сигнал рассогласования через другой детектор 17 положительных сигналов поступает на суммирующее устройство 14, затем на вычитающее устройство 18, ,где сигнал снова вычитается из контурной скорости V , Результирующий сигнал также поступает на вход привода 11 продольной подачи станка 9.

При обработке впадин (см.част диаграммы на фиг.З, расположенную справа от оси щпинделя) вектор контурной скорости V, является результирующим от сум 1ирования векторов скоростей продольной VOP и поперечной Vno подач. Для стабилизации контурной скорости V нужно, чтобы годографом векторов контурной скорости Vj являлась дуга АВ, Для упрощени конструктивного решения устройства стабилизации Vn, построена так, чтобы годографом векторов контурной скорости УК являлась хорда АВ, аппроксимирующая дугу АБ,

При обработке выступов (на фиг,3 - часть диаграммы, расположенная левее оси шпинделя) годограф векторов .контурной скорости V долже быть расположен по хорде АЕ, но такая схема позволяет работать лишь с малыми контурными скоростями VH что неоправданно снижает производителность обработки, не повышая при этом качества обрабатываемой поверхности. Поэтому инвертированный положительный сигнал (см, фиг,2) поступает на вход вычитающего устройства 16, где он вычитается из контурной скорости N/j , Если величина сигнала мала, то разностьV -Vno I т.е. отрицательна, и не пропускает детектором 17 положительных сигналов. В этом случае ругелирование не происхо дит, и скорость продольной подачиVnp равна контурной скорости V На фиг.З хорда АС является годографом векторов контурной скорости VK причем она параллельна направлению оси гидрокопировального суппорт 1. Если сигнал скорости Vno достаточно велик, то разностьVv -V О т.е. положительна, и пропускается детектором 17 положительных сигналов В этом случае происходит регулирование продольной подачи, следовательно и контурной скорости Уц . На фиг.З этот участок CD , являющийся годографом векторов контурной скорости в этом диапазоне. Такое схемное решение принято для того, чтобы на участках подъемов с малым углом наклона не происходило нерациональное уменьшение контурной скорости VK . Формула изобретения 1. Копировальное устройство, содержащее копировальный суппорт с не подвижным основанием и подвижным кор пусом, датчик перемещения, соединенный со схемой управления приводов задающей подачи, источник постоянно го тока, вычитающее устройство и нелинейный элемент , отличающе вся тем, что, с целью повышения производительности и качества обработки, за счет стабилизации скоростных параметров перемещения суппорта йо всем его рабочем диапазоне, устройство снабжено дифференцирующим блоком, включённЕлм между датчиком перемещения и нелинейным элементом, причем нелинейный элемент содержит каналы для положительного и отрицательного сигналов. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что нелинейный элемент выполнен в виде имеющих общий ввод детекторов положительного и отрицательного сигнала, детектор положительного сигнала соединен н епосредственно с суммируюодам устройством, а детектор отрицательного сигнала - через последовательно подключенные инвертор, вычитающее устройство и второй детектор положительного сигнала, причем суммирующее устройство через второе вычитающее устройство соединено со схемой управления приводом задающей подачи, а вычитающее устройства соединены с блоком задания оптимальной величины контурной скорости. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Руководство по обслуживанию гидрокопировальных устройств КМА В-700 фирмы Santer, перевод № 043/76, 20.10.76

//

(Ui/е.З