Способ программного управления металлорежущими станками12

Способ программного управления металлорежущими станками12

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

370588

Союз Советски

Социалистическими

Республин

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 10.X1.1969 (№ 1374288/25-8) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано 15.II.1973, Бюллетень № 11

Дата опубликования описания 20.IV.1973

М. Кл, G 051т 19/00

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УД (" 62 — ДЦ.5Д.(ОЯ,ф } =.

Автор изобретения

С. Л. Петров

Заявитель

СПОСОБ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ

МЕТАЛЛОРЕЖУЩИМИ СТАНКАМИ

Известен способ программного управления металлорежущими станками, при котором информация об участке аппроксимации контура и контурной скорости преобразуется по числу координат во взаимосвязанные последовательности импульсов. Число импульсов по данной координате определяет перемещение, а частота их следования — скорость подач.

Такие последовательности импульсов подаются на входы координатных следящих систем. При этом в комбинированных следящих системах частоту следования импульсов преобразуют в аналоговый сигнал, который подают на суммирующий усилитель привода, а число импульсов с датчика положения вычитают из числа импульсов входной последовательности, что приводит к образованию сигнала ошибки по положению.

Однако при таком способе возникают существенные динамические ошибки на контуре обрабатываемой детали, так как отсутствует взаимосвязь между отдельными координатными следящими системами. Особенно велики динамические ошибки при обработке закруглений малого радиуса на большой скорости г одачи. Величина динамической погрешности в этом случае может превысить величину дискретности (цену импульса) в несколько раз и, таким образом, существенно ухудшить точность обработки детали.

Цель изобретения — уменьшение контурных динамических ошибок обработки деталей.

Она достигается тем, что вычисляют составляющие вектора контурной ошибки по исходной информации об участке аппроксимации контура и о действительном положении рабочих органов станка и подают сигналы, пропорциональные этим составляющим на соответствующие координатные приводы.

10 Фиг. 1 и 2 иллюстрируют предлагаемый способ.

Заданный участок аппроксимации контура описывается уравнением Y=fq (Х). По заданным в программе контурной скорости Vq u

15 виду функции Y=fa(X) в каждой точке (Х, У) (см. фиг. 1) вычисляют составляющие V„. и V, контурной скорости и сигналы, пропорциональные этим составляющим, подают на входы приводов подач, соответственно, V„— на

20 приводах Х, V, на привод У. Эти сигналы дают ориентировочное направление движения, так как абсолютно точное задание скоростей

V, и V a силу известных причин невозможно.

Поэтому сложное совместное движение двух

25 рабочих органов станка, управляемых приводами Х и У, будет происходить по другой тоаектории, описываемой уравнением Y=fa (Х).

Положения рабочих органов станка по координатам Х и Y измеряется датчиками поло30 жения этих координат. Определим вектор контурной ошибки как расстояние по нормам от

370588

3 точки (Х, Ya) действительной траекторией движения Yq=fq(X) к заданному участку аппроксимации (заданной поверхности в общем случае) или к его продолжению на стыках двух участков аппроксимации.

В процессе движения по заданной траектории непрерывно вычисляют составляющие вектора контурной ошибки бд„и 6« Сигналы, пропорциональные бд и бдц, подают соответственно на входы привода Х и Y. Именно знание контурной ошибки, вычисленной по исходной информации и информации о действительном положении рабочих органов станка, в каждой точке траектории дает возможность корректировать сложное движение инструмента по наикратчайшему пути к заданному участку аппроксимации (по нормали к контуру). При этом суммарный вектор (}"д+о») всегда направлен к контуру и всегда способствует уменьшению динамических ошибок.

Выхода в конечную точку заданного участка аппроксимации в общем случае не происходит, т. е. кривые Y=fq(X) и Y=f2(Õ) в конечной точке 1 не пересекаются. В связи с этим конец действительного участка аппроксимации определяют по последнему совпадению действительной и заданной координат (точка 1 на фиг. 1). Причем величины перемещений, полученных от момента своего совпадения (точка 2) до последнего совпадения для других координат, запоминают и при переходе к новому участку аппроксимации координаты его начала корректируют, добавляя эти величины перемещений к соответствующим координатам начала (отрезок 3 — 1). Это вызвано тем, что координаты точек участков аппроксимации задают в местной системе координат. Таким образом, в местной системе координат нового участка аппроксимации получают координаты точки, начиная с которой вычисление составляющих вектора контурной ошибки уже производят относительного нового участка аппроксимации.

Осуществление способа рассмотрим на примере двухкоординатной цифровой системы управления с возможностью аппроксимации контура линейными участками. Координаты участка аппроксимации задают в местной декартовой системе координат (см. фиг. 2). Вектор скоросги V«совпадает с направлением линейного участка, а его составляющие VÄ Äп

V зависят, соответственно, от перемещений

Хд и Уд.

Составляющие VÄ }r V вычисляют, например, на аналоговом вычислительном устройстве по формулам: по заданной в программе контурной скорости

V«. Сигналы „и V ïîäàþò на входы соответствующих приводов.

Величину модуля контурной ошибки можно определить следующим образом: « = X+ Y sfn arctg — arctg 1

Х« Хэ

После соответствующих преобразований получим:

У„Х,— Х,}, Ъ« =

) Х +У

Составляющие вектора ошибки будут: «»= o« - --,, (Ма АYa) X

VX, + У, У«

Х Х2 У2

««

0«у 0«(Y Q Х«У 2) )(),У Х2+У х«

2 2

Х«+ У«

Поскольку выражение У«Ха — Х«Уд представ25 ляет собой формулу оценочной функции для линейного интерполятора, используемого в обычных системах программного управления, то вычисление этого выражения производят на линейном интерполяторе, на схему управ30 ления и в счетчики текущих координат которого подают импульсы перемещений от датчиков положения по осям Х и У. Дальнейшее вычисление составляющих вектора контурной ошибки бд.Д и бд„, производят на аналоговом

35 вычислительном устройстве, а сигналы, пропорциональные бд и бд„, подают на входы приводов соответственных координат Х и У, где эти сигналы суммируют со скоростными сигналами V и V и направляют движение

40 рабочих органов станка точно по заданной прямой.

Окончание участка аппроксимации производят B линейном интерполяторе, как обычно, по совпадению значений Х и Yq в счетчиках

45 текущих координат с заданными значениями

Хд и У«. Отличие состоит в том, что после перeuro совпадения, например, Хд=Х«,число импульсов ЛХд до совпадения Y =Уд фиксируют в дополнительном счетчике и при вводе

50 следующего значения Х д добавляют к нему.

Предмет изобретения

Способ программного управления металлорежущими станками, основанный на введении

55 скоростных сигналов для управления координатными приводами подач, отличающийся тем, что, с целью уменьшения контурных динамических ошибок обработки деталей, вычисляют составляющие вектора контурной

60 ошибки по исходной информации об участке аппроксимации контура и информации о действительном положении рабочих органов станка и подают сигнал, пропорциональный этим составляющим, на соответствующие коордр

65 натные приводы.

370888

/ (к) Х2 Х

Фиг t

Составитель А. Андрианов

Техред Г. Дворина

Редактор Т. Баранова

Корректор А. Степанова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 10)9jl7 Изд. № 277 Тираж 7SO Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытый при Совет< Министров СССР

Москва. Ж-,35, Раушская наб., д. 4/5