Устройство для управления металлорежущими станками Советский патент 1983 года по МПК B23Q15/06 

Целью изобретения является повышение иацежности и произвоцигельносги устройства Поставленная цель цостигаегся тем, что устройство снабжено блоком выделе ния минимума и элементом ИЛИ, вхоаы которого соединены с выходами блока компараторов, вькоц - с управляющим входом ключа, а вькоды блока сравнения соединены со входами блока выделения минимума, выход которого соединен со входом блока коррекции, причем BTOpa ,ги/ппа входов блока компарато{юв соединена с выходами блока задатчиков термсь ЭДС. На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - один из вариантов выполнения части устройства, включающе го блок сравнения и блок выделения минимума. Устройство содержит блок усилителей 1сигнала термо-ЭДС, число каналов которого равно максимальному числу одновременно работающих инструментов 2о Входы блока усили±едей I сигнала термо-ЭДС подключены к соотэетствук щим режущим инст{:7ментам 2 и обрабат ваемой детали 3, а выходы - к первой группе входов блока компараторов 4 и к первой группе входов сравнения 5, выходы которого подключены ко вхрцу блока вьзделения минимума 6, выход кот рого соединен со входом бнока коррекции 7, рыхоц которого соединен с входом ключа 8, второй вхоа которого соединен с выходом задатчшса скорости привода 9, а выход - со входом п{М1воаа 10, выход которого соединен с о ектом управления 11 (шпинделем 12 станка, в котором закреплена обрабатываемая деталь 3). Выходы блока аадатчиков термо-ЭДС ИЗ соединены со второй группой входов .блока сравнения 5 и второй группой входов блока к{ лпараторс® 4, выход которого соединён со входами элемента ИЛИ 14, выход которого соединен с управляющим входом ключа 8. JБлoк сраинения 5 содержит инвертирующие суммирующие усилители 15, количество которых должно быть равно максимальному количеству одновременно работающих инструментов, с коэффициентами усиления по каждому входу, равными 1. Выходы усилителей 15, являкнцие.ся выходами блока сравнения 5, соедине вы со входами блока выделения минимума 6, состоящего из схемы выделения максимума 16 сигнала и инвертирующего суммирующего усилителя 17, с коэффициентами усиления по каждому входу, равными 1, первый вход которого соединен с выходом схемы выделения максимума 16. Первые входы усилителей 15 являются первой группой входов блока сравнения 5 и соединены с выходами блока усилителей 1 сигнала термо-ЭДС, вторые входы схемы 16 являются второй группой входов блока сравнения 5 и соединены с выходами блока задатчиков гермо-ЭДС 13, на третьи выходы схемы 16 подается напряжение смещения ., которое также подается на второй вход суммирующего усилителя 17. Уст{юйствр работает следующим образом. До начала процесса резания, когда ни един режущий инструмент 2 не вошел в контакт с обрабатываемой деталью 3, термо-ЭДС естественных термопар инструмент- 1еталь отсутствуют, сигналы на выходе блока усилителей 1, а следовательно, и сигналы на первой группе входов блока компараторов 4 также отсутствуют. В этом случае сигналы на всех выходах блока компараторов 4 равны логическому О, сигнал на выходе элемента ИЛИ 14 также равен О. Ключ 8 работает таким образом, что при сигнале Х) на его управляющем входе он находится в полс кении П и скорость при- юда 1О онределяе гея сигналом на выхогае зааатчика скорости привода 9. В случае ввчала процесса резания хотя бы одним режущим инструментом 2 на вькоде соответствующего усилителя блока усилителей 1 появляется сигнал, отличный от нуля, соответствующий компаратор блока компараторов 4 переходит в состояние, равное логической 1 (обычно компараторы настраиваются таким образом, что ве:рехо |ят в состояние 1 при отношешт сигнала на выходе усилителей 1 к зааа|шому сигналу, равному или больщем 0,&-0,7). В результате на элемента ИЛИ 14 появляется лотическая , ключ 8 переходит в положение 1, тем самым включает контур стабилизации термо-ЭДС резания. В этот момент времени на вькодах усилителей 15 блока сравнения 5 могут быть самые разные уровни сигналов. Предполсяким, что напряжение УЗС выходов блока задатчиков термо-ЭДС 13 всегда имеет знак Ч- относительно общей точки схемы, а выходные напряжения 0 блока усилителей 1 сигнала термоЭДС, - соответственно знак -. Напряже ние смешени) UCM этом случае цопжяо нметь знак - и служит для того, чтобы с уменьшением сигнала рассогласо ания межау заданными значениямн термо-ЭДС и ее фактическими величинами, сигналы н на выходе блока сравнения 5 увеличивались, так как следующим идет блок выце ления минимума 6 сигнала. На выходе i -го усилителя 15 блока сравнения 5 будет напряжен не ,)сл. « (f) Согласно выражению (1) с увеличени ем сигнала U,j| на выходе i -го усилител сигнала термо-ЭДС на выходе соомвтет вукацей схемы сравнения сигнал также увеличивается, а максимальный сигнал на .выходе той схемы сравнения, у кофсрой у, - (|„ имеет минимальную велвч1в11Г, Jc..;V. ( Схема 16 выделения максимума &/Лч№ ла работает таким образом ш , чт сигнал ®® вьЬсоце всегда максимальному сигналу на входе, т,«. Ui -Ucpait Инвертирующий суммирующий усимПш 17 служит для того, чтобы убрать «Mfe жение Оси после выделения максимумА сигнала. Напряжение на его выходе с учетом выражений (2) и (З) равно Ue---(Ue-UeM)(,)v (4) Талям образом, на выходе суммирую щего усилителя 17, являющегося вьподо блока 6 выделения минимума, будет сипнал рассогласования между заданным значением термо-ЭДС и ее фактическим значением того режущего инструмента, температурный режим которого наиболее близкий к заданному. После переключения ключа 8 в положение 1 и окончания переходного проиесса, в результате которого термо-ЭДС наиболее нагруженного инструмента станет примерно равна запанной, сигнал Ue на выходе соответствующего усилителя 15 блока сравнения 5 и на вьосоае схемы выделения максимума 16 силюла равны UCM сигнал Уб выхоав блока выделения минимума J$ «О. Термо-ЭДС остальных инструментов в это время меньше или равна заданному значению. В процессе обработки, детали из-оа измене;{ия диаметра обрабатываемой поверхности,-припуска, подачи и другкк возмущающих факторов, а также выхода отдельных инструментов «з процесса резания, и вступления других, более нагруженных по температурным условиям, может п(жменяться арупЛ инструмент, и за счет блока выоепеняя минимума происходит автоматическое переключение на канал наиболее нагруженного инсгру мента. Окончание процесса обработки детали и выход последнего инструмента из зоны резания п жводит к формированию на выходе элемента ИЛИ 14 логического О, ключ 8 переходит в положение П и скорость прввсща 1О определяется сигналом lia выходе задатчика п(жвоаа. Преимушества предлагаемого устройства заключаются в том, что за сЧет контроая текущей те.мп ературы всех инструмш1 тов относительно эаданноА искто чается рабага какого-либо инструмента с неаопустимо высокой температуре, яфмвоаяшей к его катастрофическому нэнрСУ чем мсключаетЬя возможность бракл деталей м чрезме|рного повышения спя резания в результате инстру- « мфята, т.е. шюышается надёжность техиожачпеского яфскюсса обработки детали. Ншоависимо от количества одновременно |1вбо1«иоших 1тст|: ментов и влияния на MX температуру различных возмущакшжх фысторов (изменения виаметра обрабатыва-емой поверкмости, т.е. изменение линейнсЛ CKopodTH резания, пртспуска, твердости, интенсивности охлаждения и др.) в каждый момент процесса резания поддерживается Мбцссимально допустимая по температурным условиям скорость резания, а следовательно максимальная произво дительность. Повышен1ю производите ьности обработки, исключение брака и чрезмерного наноса инструмента в свою очередь приводит к снижению себестоимости выпус- квемой продукции. Предлагаемое изобретение может найти применение на многосуппортных стан- ках, особенно при обработке труднообрабатываемых сталей и сплавов. Формула изобретения Устройство для управления металлорежущими станками, содержащее естественные термопары типа резец-деталь, соедяненнью с блоком усилителей сигаала термо ЭДС, выходы которых поцключены к первс труппе вхоцов блока компарато

ров и 6noka сравнения, вторая группа вхоаов бпока сравнения соеаннена с . ходами блока зацатчиков термо-ЭДС блок коррекции, выхоц koTOpwo соединен I с первым входом имеющего управляющий вход ключа, второй вход которого соеди- йен с выходом зацатчика пр ,воаа, а выход входом п|яюоаа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и проиэвопительности, устрс ство снабжено бло{С(д выде ления минимума, в элементов ИЛИ, входы

которого соединены с выходами блока компараторов, выход с управляющим входом ключа, а выходы блока сравнения соединены с входами блока выделения минимума, выход которого соединен со входом блока коррекции, причем вторая группа входов блока компараторов соединена с выходами блока задатчиков те{мо ЭДС.

Источники информации, принятюе во внимание при экспертизе

I . .

1. Патент Великобритании №1211868; кл. $31 N , опублик. 197О.