Интерполирующее устройство для систем программного управления фрезерным станком

Интерполирующее устройство для систем программного управления фрезерным станком

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

KJ1acc 49b, 5юз

Pî 119054

СССР

Ф". Xi ìà

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Д. В. Васильев и А. Г. Дубковская

ИНТЕРПОЛИРУ|ОЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИСТЕМ

ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ ФРЕЗЕРНЫМ СТАНКОМ

Заявлено 19 июля 1958 г. за Ме 604396/25 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» М 7 за 1959 г.

Отличительная особенность описываемого ниже интерполирующего устройства, предназначенного для систем программного управления фрезерным станком, заключается в применении трех электромеханических интеграторов, состоящих каждый из электронного усилителя, двигателя переменного тока и тахогенератора.

Предлагаемое интерполирующее устройство предназначено для производства интерполяции согласно формуле Гаусса, По сравнению с другими формулами формула Гаусса после некоторых преобразований приобретает вид, более удобный для построения на ее основании интерполирующего устройства. Формула Гаусса для интерполирования по четырем точкам может быть реализована с помощью трех интеграторов, причем при переходе от одного интерполяционного интервала к другому на вход первого интегратора нужно подавать новую величину подинтегральной функции, тогда как на двух других интеграторах они устанавливаются автоматически. Тем самым значительно упрощается устройство и сокращается количество необходимой информации.

При использовании других формул этого преимущества не имеется, так как после каждого интервала нужно вводить подинтегральпь|е значения функций на все три интегратора сразу.

На фиг. 1 изображена скелетная схема интерполирующего устройства; на фиг. 2 — структурная схема электромеханического интегратора.

Изображенная на фиг. 1 скелетная схема интерполирующего устройства разработана для управления по заданной программе двумя подачами фрезерного станка. На схеме приняты следующие обозначения:

1 — устройство для ввода независимой переменной; 2,8,4 — программирующее, читающее и запоминающее устройства; 5, б — интерполяторы; № 119054

7, 8, 9, 10, 11, 12 — интеграторы; 13, 14, 15, 1б — вращающиеся трансформаторы; „ 7, 19.,— схемы сравнения; 18, 20 — следящие системы;

21, 22 — сельсины.

Програмчщрующее устройство пред"тавляет,собой перфорированную ленту с нанесенными на ней в двоичном коде значениями разностей третьего порядка и координат опорных точек. За независимую переменную принимается текущее время. Вводится оно в программирующее устройство при помощи электродвигателя со стабилизированной скоростью.

Читающее устройство содержит фотоэлементы, которые считывают сигналы, зарегистрированные на перфорированной ленте.

Код числа, полученный в читающем устройстве, преобразуется в электрическое напряжение и запоминается в соответствующем устройстве. Преобразование кода числа в напряжение производится с помощью счетчика и электромагнитных реле.

Собственно интерполятор состоит из трех электромеханических интеграторов. С выходными валиками интерполяторов связаны ссльсинь;.

Сигналы с однофазных обмоток сельсинов записываются на магнитную ленту, которая затем является программирующим элементом для управления станком.

В тех случаях, когда интерполирующее устройство находится у станка, результаты интерполирования поступают непосредственно в следящие "истемы, управляющие подачами. Задачей корректирующей системы является устранение погрешностей из подинтегральной функции третьего интегратора и выхода в конце каждого интервала интерполирования.

Корректирующее устройство содержит электронную схему сравнения и следящую систему. Так как известны значения координат QIIopHblx точек обрабатываемой поверхности, то можно произвести сравнение желаемой величины и полученной на выходе.

В конце каждого интервала интерполирования из запоминающего устройства на схему сравнения корректирующего устройства подается величина на пряжения, пропорциональная координате опорной точки.

Туда же поступает напряжение от линейного потенциометра, связанного с выходным валиком интерполятора, пропорциональное углу поворота выходного валика интерполятора.

Корректирующее устройство с помощью следящей системы полученную поправку вводит в подинтегральную функцию третьего интегратора и на выход.

Погрешность в подинтегральной функции второго интегратора отсутствует, так как третья разность, вводимая на вход первого интегратора, берется с учетом возможной погрешности. Для этой цели строится расчетным путем или снимает=я экспериментально семейство кривых, выражающих зависимость угла поворота в функции времени о-/® для различных входных напряжений. Пользуясь этими кривыми, можно выбрать необходимое U,„ïðîïîðöèoíàëüíoå третьей разности, так, чтооы в конце интервала интерполирования получить на выходе треоуемый угол поворота.

B случае, если обрабатываемое изделие ограничено прямыми линиями, то программирование нужно производить с помощью только одного интегратора, вводя на его вход первые разности.

Точность работы интерполируюшего устройства в основном определяется точностью работы интеграторов.

Структурная схема электромеханического интегратора представлена на фиг. 2.

¹ 119054

Возможные источники ошибок интегрирования могут быть выявлены при условии, что точность интегрирующего привода можно охарактеризовать ошибкой положения выходного валика электродвигателя.

Суммарную ошибку интегрирования можно разделить на теоретическую и инструментальную ошибки. Теоретическая ошибка обусловлена различием передаточных функций идеального и реального интеграторов и зависит от параметров схемы и формы выходного напряжения.

Инструментальная ошибка для электромеханического интегратора на переменном токе в основном обусловлена нелинейностью характеристик тахогенератора, а также отличием разности фаз интегрируемого напряжения и напряжения тахогенератора от 180.

Инструментальная ошибка и закон ее изменения по времени могут быть учтены по соответствующим формулам.

Пользуясь формулами можно подсчитать погрешность интегрирования за один интервал, На основании подсчитанных по соответствующим формулам величин погрешностей метода интерполирования и интегрирования выбирается возможный интервал интерполирования.

Предмет изобретения

Интерполирующее у"тройство для систем программного управления фрезерным станком, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства при кубичной интерполяции по формуле Гаусса, применены три электромсханических интегратора, состоящих из электронного усилителя, двигателя переменного тока и тахогенератора.

4 иг <

Фиг Р