SU947830A1 - Аналого-цифровое устройство дл управлени токарным станком - Google Patents
Аналого-цифровое устройство дл управлени токарным станком Download PDFInfo
- Publication number
- SU947830A1 SU947830A1 SU802932726A SU2932726A SU947830A1 SU 947830 A1 SU947830 A1 SU 947830A1 SU 802932726 A SU802932726 A SU 802932726A SU 2932726 A SU2932726 A SU 2932726A SU 947830 A1 SU947830 A1 SU 947830A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- inputs
- pulse
- outputs
- input
- output
- Prior art date
Links
Landscapes
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Description
Изобретение относитс к айтоматй ческому управлению металлорежущими станками и, в частности; токарными станками, предназначенными дл обработки , наприме|С, торцовых поверхностей .
.Известны устройства дл управлени токарньлу станком.
одно из известных устройств содержит последовательно включенные датчик .положени суппорта, например, се.пьсин, блок перемножени напр жени датчика положени суппорта и Напр жени , пропорционального скорое ти вращени двигател главного движени , блок сравнени напр жени задатчика скорости резани и блока перемножени , усилитель, электропривод главного движени и механический редуктор. К обмотке возбугсдени подключен задатчик диаметра обработки , а между вторичными обмотками датчика положени включены крайние точки сдвоенного потенциометра дл компенсации вылета инструмента этом устройстве датчик положени работает в амплитудном режиме, что приводит к р ду недостатков, например, к значительным погрешност м в подд зржании скорости резани на заданном уровне, обусловленном нелинейностью выходного напр жени датчика от угла поворота ротора и наличием механизма с большим передаточным отношением между винтом поперечного перемещени суппорта и осью датчика. Кроме того, коэффициент передачи блока перемножени измен етс в широких пределах, что приводит к дополнительному снижению точности работы.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому вл етс устройство дл управлени токарным станком, содержащее последовательно включенные импульсный датчик, состо щий из опорного канала, преобразовател пр моугольного напр жени в синусоидальное, датчика положени суппорта, преобразовател фаза-код и блока вычислени приращений фазы, делитель частоты, узел реверса, реверсивный счетчик, широтно-импульс ,ный преобразователь, амплитудный широтно-импульсний модул тор, блок сравнени напр жени задатчика скорости резани и модул тора, усилите .пь с переменным коэффициентом передачи, электропривод главного движени , выход которого через датчик скорости подключен к входу модул тора , а также блок ввода, состо щего Из эадатчика диаметра обработки , преобразовател фаза-код и ключа соединенного выходами с установочными входами реверсивного счетчика, а входами с соответствукмдиМи выходами опорного канала и преобразовател пр моугольного 1апр жени в синусоидальное 2.
В этом устройстве дл перемножени величин, пропорциональных радиусу обработки и угловой скорости вращени детали, используетс временна развертка кода реверсивного счетчика в широтно-импульсный сигнал. При этом наблюдаетс информационна избыточность основных блоков устройства, та как разр дность счетчика опорного канала преобразователей фаза-код, блока вычислени приращений фазы и широтно-импульсного преобразовател должна соответствовать разр дности реверсивного счетчика, осуществл ющего контроль положени инструмента.
Указанный фактор приводит также к промежуточной операции согласовани между величиной число-импульсньлх приращений фазы датчика положени и кодом реверсивного счетчика, осуществл емой делителем частоты. Кроме того, в р де случаев, например, при обработке обратным резцом, необходим абсолютный отсчет по радиусу обработки относительно центра обрабатываемого издели . В данном устройстве при прохождении реверсивного счетчика через нулевое состо ние, соответствующее нулевому радиусу обработки, и последующем продолжении движени код счетчика мен етс на обратный. Это приводит к пусковым режимам работы двигауел при работе вблизи оси вращени детали, вносит ограничени на использование устройства .
Цель Изобретени - упрощение устройства и расширение области его применени .
Поставленна .цель достигаетс тем, что аналого-цифровое устройство дл управлени токарным станком, содержащее импульсный датчик перемещени суппорта, привод главного движени , лоследовательно включенные узел реверса и реверсивный счетчик, установочные входы которого соединены с выходами блока ввода, а информационные выходы с управл ющими входами цифро-аналогового преобразовател , и последовательно включенные задатчик скорости резани , блок сравнени и усилитель, содержит логический переключатель, элемент задержки , интегрирующий усилитель, выход которого подключен к входу привода главного движени и через цифро-ансшоговый преобразователь к второму входу блока сравнени , а вход соединен с выходом усилител , причем первый и второй выходы импульсного датчика перемещени суппорта подключены к первым входам узла реверса через соответствующие элементы задержки и к первым входам логического переключател , второй вход которого соединен с выходом нулевого состо ни реверсивного счетчика, а выходы подключены к вторым входам узла реверса.
Импульсный датчик перемещени суппорта содержит первые, вторые и третьи триггеЕ«а и формирователи импульсов и осветитель, расположенный внутри стакана с отверсти ми, соединенного с ходовым винтом суппорта, три фотодиода, установленные со сдвигом на четверть угла между отверсти ми стакана, каждый из которых включен по схеме .делител с соответствующим резистором между шинами питани , средние точки делителей подключены к входам соответствующих формирователей импульсов, входы первого и третьего формирователей импульсов подключены соответственно к установочным R-входам третьего и первого триггеров и установочным S,R-BX дам второго триггера, пр мой выход которого подключен к J,K-вxoдaм первого триггера, а инверсный выход к J,К-входам третьего триггера, синхронизирующий вход которого подключен к входу первого триггера и к выходу второго формировател импульсов, причем инверсные выходы первого и третьего триггеров подключены к собственным вторым J,К-входам, а пр мыек выходам датчика.
Кроме того, в качестве импульсного датчика положени суппортаиспользован интерпол тор системы программного управлени .
На фиг. 1 представлена функциональна схема устройства; на фиг. 2 схема импульсного датчика перемещени суппорта на фиг. 3 - схема узла реверса; на фиг. диаграммы импульсов и напр жений.
Устройство (фиг. 1) содержит импульсный датчик 1 перемещени суппорта , элементы 2 и 3 задержки, логический переключатель 4, узел 5 реверса, реверсивный счетчик 6, блок 7 ввода, цифро-аналоговый преобразователь 8, задатчик 9 скорости резани , блок 10 сравнени , усилитель 11, интегрирующий -усилитель 12 и привод 13 главного движени с выходом на станок. В свою очередь, переключатель 4 состоит из элементов И-НЕ 15, 16 и триггера 17 R,S типа, цифро-аналоговый преобразователь 8 содержит операционный усилитель 18, в цепи обратной св зи которого включен резистор 19, в пр мые,резисторы 20, набранные по двоичному закону, и ключи 21, интегрирующий усилитель 12 состоит из операционного усилител 22, резистора 23, .конденсатора 24 и цепи ограни чени ,, состо щей из диодов 25 и резисторов 26 и 27. Датчик 1 состоит (фиг, 2) из стакана 28 с отверсти ми 29, соединенного с ходовым винтом инструментального суппорта, осветитель 30, расположенный внутри стакана, резисторов 31-33 и фотодиодов 34-36, включенных по схеме делител между шиной питани и шиной ЗЕМЛЯ,формирователей 37-39, импульсов триггера 40 R, S типа, триггеров 41, 42 Зк типа. Узел 5 реверса содержит (фиг. 3) элементы И 43-46 и ИЛИ 47, 48. Стабилизаци скорости резани достигаетс в предлагаемом устройстве путем преобразовани величины, тождественно равной ргщиусу обработки R, в управл ющее воздействие, задающее угловую скорость врсодени детали tti в соответствии с операцией аи V/R, где V - скорость резани . Устройство (фиг. 1) работает следующим образом. С помощью датчика 1 вырабатываетс число-импульсна информаци о пути , пройденном инструментги1ьным суппортом . Импульсы датчика 1 накапливаютс счетчиком 6. В результате это го текущие значени радиуса обработки преобразуютс в код (фиг. 4м). Канал прохождени импульсов определ етс как выходом датчика 1, так и направлением отсчета относительно центра издели . Счетные последовател ности на выходах датчика 1 разделены и св заны с направлением вращени ходового винта суппорта. Независимо от направлени в ащени при дви)хении к центру издели импульсы с датчика 1 (фиг. 4ж) поступают на вычитающий вход счетчиков 6 (фиг. 4к), при движении от центра на суммирующий вход (фиг. 4л) Абсолютный отсче относительно центра издели осуществл етс с помощью переключател 4 и узла 5. Коммутаци направлений счета импульсов производитс триггером 17 в момент перехода счетчика б через нуль (фиг. 4и,к,л,м). При этом на вы ходе счетчика б по вл етс сигнал, разрешающий прохождение импульсов датчика 1 через элементы И-НЕ 15 и 16 на установочные входы триггера 17 После прохождени счетчика 6 через нулевое состо ние и дальнейшем движении суппорта триггер 17 сохран ет свое состо ние (фиг.. 4и) , определиющее каналы прохождени импульсов датчика 1 через узел 5. С целью искл чени сбоев и потери информации о положении суппорта импульсы датчика 1 задерживаютс элементами 2 и 3, на врем срабатывани переключател 4. Счетные последовательности вырабатываютс датчиком 1 (фиг. 2) следующим образом. В зависимости от направлени вращени ходового винта инструментального суппорта пор док.засветки фотодиодов 34-36 различен. В момент засветки на выходе делителей, образованных фотодиодами 34-36 и резисторами 31-33, образуютс перепады напр жений , которые формируютс в пр моугольные импульсы формировател ми 37-39. При пр мом направлении вращени винта суппорта происходит последовательное по вление импульсов на выходах формирователей 37-39, при другом направлении срабатывание формирователей происходит в обратном пор дке (фиг. 4а,б,в). В первом случае после срабатывани триггера 40 (фиг. 4г), с помощью которого формируетс признак направлени движени , выдаетс разрешающий сигнал на входы триггера 41. Признак направлени определ етс стробирующим импульсом с формировател 38 (фиг. 4б), по заднему фронту которого происходит срабатывание триггера 41 (фиг. 4д). Сброс триггера в исходное состо ние происходит в момент засветки фотодиода одновременно с опрокидыванием триггера 40 (фиг. 4г,д). Триггер .42 находитс при этом в исходном состо нии, так как к входам 3, К наложен запрет с инверсного выхода триггера 40. В случае изменени пор щка срабатывани формирователей 37 - 39 импульсы вырабатываютс на выходе триггера 42 (фиг. 4з). Работа датчика 1 не зависит от характера выходных сигналов с чувст.вительных элементов. Представл ют они собой потенциальные сигналы или импульсные последовательности характер выходных сигналов триггеров остаетс неизменным. Дл исключени неоднозначности считывани инфор1у1ации , которое аналогично эффекту Дребезга контактов, инверсный выход триггеров 41, 42 подключен к собственным информационным входам D, К. Контур задани скорости вращени двигател главного движени (фиг.1), состо щий из задатчика 9, блока 10, усилител 11 (Интегрирукнцего усилител 12 и преобразовател В,предназначен дл преобразовани кода счетчика 6 в управл ющее воздействие, зацающее скорость вращени двигател . С помощью задатчика скорости резани выставл етс напр жение Uy, пропорциональное скорости резани . Цифроаналоговый преобразователь осуществл ет переменожение напр жени с интегратора иш и кода счетчика N, пропорционального текущему радиусу обработки путем амплитудно-кодовой модул ции (фиг. 4м). При этом ключи 21 коммутируют сопротивлени (резисторы ) 20, набранные по двоичному закону, измен тем Сс1мым коэффициен передачи усилител 18, За счет включени усилител 12 контур задани скорости астатический. В статике напр жение задатчика 9 и напр жение отрицательной обратной св зи с преобразовател 8 равны. Величина напр женин на выходе усилител 12 при это пр мо пропорциональна напр жению задани на скорости резани и обратн пропорциональна относительному радиусу обработки. Режим работы усилител 11 близок к релейному. При уменьшении радиуса обработки происходит уменьшение коэффициента передачи преобразовател 8, что, в свою очередь, вызывает увеличение наиболь шей посто нной контура задани скорости двигател , обусловленной посто нйой времени усилител 12. Таким образом, демпфирование контура возрастает и в динамическом режиме крива Utt)(t) достаточно близка к кривой |y(t) (фиг. 4м).С. целью ограничени скорости привода главного движени , обусловленного конструктивными возможност ми станка, напр жение на выходе усилител 12 ограничиваетс цепью 25-27 (фиг. 4м).
В начале работы с помощью блока 7 в счетчик б записываетс число пропорциональное рассто нию режущей кромки инструмента относительно цент ра детали. В простейшем случае дл универсальных токарных станков можно ограничитьс сбросом счетчика 6 в нулевое состо ние при подводе резца к центру издели . В процессе работы скорость вращени двигател главного движени измен етс в соответствии с изменением радиуса обработки , что позвол ет поддерживать скорость резани на оптимальном уров не. В соответствии с изменением скорости двигател происходит зависимое изменение скорости вращени шпиндел и скорость пода.чи суппорта станка.
Поедлагаемое устройство может быт использовано не только в универсальных станках, но и в станках с программным управлением. Принципиальной разницы между импульсным датчиком и интерпол тором системы программного : управлени с точки зрени получени необходимой информации о рассто нии, пройденном суппортом, нет. Дл станков с программным управлением импульсгные последовательности берутс с интерпол тора по координате, с которой св зана обработка поперечного движени суппорта.
Введение предлагаемого устройства в станок позвол ет обеспечить одинаковые услови обработки во всем диапазоне изменени радиуса обработки, повысить производительность при обработке и качество издели . Введение новых элементов позвол ет упростить устройство, исключить пусковые режимы работы привода вблизи центра издели , а также расширить область его применени .
Claims (3)
1.Аналого-цифровое устройство дл управлени токарным станком, содержащее импульсный датчик перемещени суппорта, привод главного движени , последовательно включенные узел реверса и реверсивный счетчик, установочные входы которого соединены с выходами блока ввода,
а информационные выходы - с управл ющими входами цифро-аналогового преобразовател , и последовательно включенные задатчик скорости резани , блок сравнени и усилитель, отличающеес тем, что, с целью упрощени и расширени области применени устройства, оно содержит логический переключатель, элемент задержки, интегрирующий усилитель , выход которого подключен к входу привода главного движени и через цифро-аналоговый преобразователь к второму входу блока сравнени , а вход соединен с выходом усилител , причем первый и второй выходы импульсного датчика перемещени суппорта подключены к первым входам узла реверса через соответствующие элементы задерлски и к первым входам логического переключател , вторюй вход которого соединен с выходом нулевого состо ни реверсивного счетчика , а выходы подключены к вторым входам узла реверса.
2.Устройство по П.1, о т л и чающеес тем, что импульсный датчик перемещени суппорта содержит первые, вторые и третьи триггеры и формирователи импульсов и осветитель , расположенный внутри станка с отверсти ми, соединенного с ходовым винтом суппорта, три фотодиода , установленные со сдвигом на четверть угла между отверсти ми стакана , каждый из которых включай по схеме делител с соответствующим резистором между шинами питани , средние точки делителей подключены к входам соответствующих формирователе импульсов, входы первого и третьего формирователей импульсов подключены соответственно к установочным R-входам третьего и первого триггеров и установочным S, R-входам второго тригера , пр мой выход Которого подключен к J, К-входам первого триггера,
а инверсный, выход к , К-входам третьего триггера, синхронизирующий
вход котфрого подключен к входу перBoio триггера и--к выходу второго формировател иктульсов, причем инверсные выходы первого и третьего триггеров подключены к вторым tT, К входам а пр мые выходы - к выходам датчика.
3. Устройство по п.1, отличающеес тем, что в качестве
.импульсного датчика положени суппорта использован.интерпол тор системы программного управлени .
Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе
1.Авторское свидетельство СССР 486895, кл. В,23 Q 15/00, 1974.
2.Авторское свидетельство СССР по за вке 2830973/18-24,
кл. 6 05 В 19/40, 1979 (прототип).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU802932726A SU947830A1 (ru) | 1980-05-30 | 1980-05-30 | Аналого-цифровое устройство дл управлени токарным станком |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU802932726A SU947830A1 (ru) | 1980-05-30 | 1980-05-30 | Аналого-цифровое устройство дл управлени токарным станком |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU947830A1 true SU947830A1 (ru) | 1982-07-30 |
Family
ID=20898965
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU802932726A SU947830A1 (ru) | 1980-05-30 | 1980-05-30 | Аналого-цифровое устройство дл управлени токарным станком |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU947830A1 (ru) |
-
1980
- 1980-05-30 SU SU802932726A patent/SU947830A1/ru active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SU822772A3 (ru) | Устройство дл регулировани синхронногоХОдА зубООбРАбАТыВАющЕгО CTAHKA | |
US4216415A (en) | Position control system comprising a digital algebraic adder circuit | |
US4628609A (en) | Incremental measuring and machine control system | |
GB2088087A (en) | Position control system | |
KR840005943A (ko) | 동작제어 시스템 | |
US4109185A (en) | Servo system employing digital components | |
US3473098A (en) | Digitally programmed positioning motor control system for movable machine structure | |
JPS6138409A (ja) | 数値制御工作機械などの位置測定装置 | |
SU833174A3 (ru) | Устройство дл управлени станком дл обработки косозубых изделий | |
SU947830A1 (ru) | Аналого-цифровое устройство дл управлени токарным станком | |
US3410177A (en) | Apparatus for providing a command signal for a servoactuator | |
US3622766A (en) | Device for accurate positioning of movable members on a machine tool | |
US3227863A (en) | Digital position control and/or indicating system | |
US4081732A (en) | Automatic positioning method and apparatus | |
EP0063466A2 (en) | Method for detecting a position of a moving body | |
KR930001582B1 (ko) | 원점 복귀방법 | |
EP0134029B1 (en) | Speed control arrangement and motor control system | |
JPS6225324Y2 (ru) | ||
JPS6412321B2 (ru) | ||
SU1241194A1 (ru) | Привод ориентации шпиндел металлорежущего станка | |
WO1986000430A1 (en) | Apparatus for detecting absolute position of servo control system | |
SU779972A1 (ru) | Двухканальный след щий привод | |
SU563562A1 (ru) | Прибор дл проверки точности кинематической цепи резьботокарных станков | |
SU1077753A1 (ru) | Устройство управлени перемещением стола продольно-обрабатывающего станка | |
SU1396232A1 (ru) | Электропривод |