Файл: Мясников, В. А. Программное управление оборудованием.pdf

динаты X, Y, Z в функции от текущих значений х, у, г могут быть

определены из следующих формул.

1. Первая и вторая борозды имеют одну и ту же нормальную плоскость, т. е. их координаты связаны уравнением

где х, у, z — производные по ср от х, у, z соответственно.

Из этих трех уравнений и могут быть определены координаты по­ следующей борозды |В функции от координат текущей или, наобо­ рот, координаты текущей борозды в функции от координат пред­ шествующей.

Для программирования траектории инструмента на поверх­ ности может быть применен следующий метод: во время отработки устройством первой борозды вычисляются и запоминаются коор­ динаты второй борозды; как только .первая борозда отработана, устройство переходит к воспроизведению второй борозды по за­ помненным данным и одновременно вычисляет координаты третьей борозды и т. д.

Техническая реализация этого метода может быть различной. Если проекция первой борозды задана чертежом, то проекция второй борозды по вычисленным значениям ее координат может наноситься на том же чертеже. Если конструктивно неудобно иметь работающие одновременно на одном и том же чертеже записываю­ щие и считывающие устройства, то вторую борозду можно вы­ черчивать на другом чертеже. После отработки первой борозды фотоследящее устройство должно перейти для воспроизведения второй борозды на второй чертеж, а записывающее устройство должно в это время вычерчивать третью борозду на первом чертеже и т. д.

На рис. 146 изображена структурная схема устройства для программирования обработки поверхности с вычислением про­ граммы последующей работы, в которой в качестве промежуточ­ ного запоминающего устройства используется магнитный барабан.

Устройство действует следующим образом. На барабане / записаны координаты х3 и у3 первой борозды; они считываются головками а±\ ключ К 2 замкнут, а ключ К3 разомкнут; информа­ ция о заданных значениях х3 и у3 сравнивается со значениями

279

в блоке вычисляются координаты второй борозды, которые запи­ сываются головками Ь2на барабане //-(ключ /С4 замкнут, ключ К L

разомкнут). Так работает устройство до тех пор, пока первая борозда не будет воспроизведена. Каретка с комплектами головок в это время движется вверх. Как только отработка первой борозды закончена, каретка сбрасывается вниз, головки а2 оказываются

Рис. 146. Блок-схема устройства с запоминанием последующего про­ хода:

/ — магнитные барабаны; 2 — каретки со считывающими (at), стирающими

поверхности; 4 —дифференциальный а 1алнзатор, программирующий траек­ тории на поверхности в соответствии с уравнениями (VI.35); 5 — устрой­ ство для вычисления координат последующей борозды на основании инфор­ мации о текущей борозде [уравнения (VI.36)—(VI.38) ]

напротив начала записи второй борозды, ключи К\ и К3 замы­ каются, а ключи К 2 и Ki размыкаются. После этого каретка дви­ жется вверх, головки а2 считывают координаты второй борозды, а головки Ьг записывают на барабан I вычисленные координаты

третьей борозды. Аналогичным образом происходит работа уст­ ройства и далее,, до тех пор пока не будет обработан весь участок поверхности. После этого вводятся коэффициенты уравнения, описывающего поверхность следующего участка, и координаты ёго первой борозды.

Если участки поверхности располагаются рядом, то может ока­ заться, что координаты первой борозды второго участка могут быть вычислены в функции от координат последней борозды пер­ вого участка, при этом необходимо при отработке устройством

280

последней борозды первого участка в блок 5 ввести коэффициенты

уравнения, описывающего поверхность второго участка.

Выше были рассмотрены устройства, которые на основе ин­ формации о выполняемой работе подготавливают программу для работы в будущем. Возможен другой вариант, когда устройство

Рис. 147. Блок-схема устройства с запоминанием предыдущего прохода

реализуется этот принцип. Обозначения на рис. 147 те же, что и на рис. 146, только X, Y, Z обозначают координаты предшествую­ щей борозды, а х, у, г — координаты текущей борозды. Схемы

это приводит к увеличению объема промежуточной памяти, но зато в блоке 5 решаются лишь два уравнения (VI.36) и (VI.37), в то время как в схеме на рис. 146 в блоке 5 должны решаться три

уравнения, что приводит к усложнению этого блока.

Если станок управляется непосредственно от программирую­ щего устройства, то информация о предшествующей борозде может получаться от обрабатываемой детали. Для этого по предшествую­ щей борозде должен перемещаться датчик Д, и на основании его информации может программироваться движение фрезы Ф по те­

кущей борозде. Отметим, что датчик не может помещаться рядом

281

с работающей фрезой, а должен находиться от нее на некотором безопасном для датчика расстоянии.

На рис. 148 показана схема программирования обработки по­ верхности, в которой информация о предшествующей борозде получается от датчика Д, перемещающегося впереди фрезы Ф по борозде I на поверхности детали 1. Движением датчика по бо­ розде управляет блок 2. С помощью датчика определяются коор­ динаты предшествующей борозды X, У, Z, которые через время т

Рис. 148. Блок-схема устройства для программирования обработки по­ верхности с датчиком первой борозды

поступают в вычислительное устройство, вырабатывающее сиг­ налы х, у, z, управляющие движением фрезы по борозде //. Запаз­ дывание т создается с помощью магнитного барабана 4 и располо­

жением записывающих, считывающих и стирающих головок 5; запаздывание необходимо для того, чтобы на основании показаний датчика, идущего впереди фрезы, получить координаты точки пред­ шествующей борозды /, расположенной напротив фрезы. Скорость вращения барабана должна быть пропорциональна скорости подачи фрезы. В блоке 7 решаются уравнения (VI.36) и (VI.37), блок 6 описывается уравнениями (VI.35), с помощью блока 5 вводятся

коэффициенты уравнения обрабатываемой поверхности.

Выше были рассмотрены различные методы программирования траекторий на поверхности при ее обработке. Они позволяют зна­ чительно уменьшить объем информации об us, вводимой в про­

граммирующее устройство при некотором его усложнении. Оче­ видно, это усложнение будет незначительным, если блоки для за­

282

дания u.s выполнить менее точными, чем устройство для програм­

мирования траекторий на поверхности, структура которого опре­ деляется уравнениями (VI.36). Это вполне допустимо, если учесть, что к траекториям, покрывающим поверхность, предъявляется лишь одно требование: расстояние между ними должно быть не больше заданного. Если блок программирования траекторий де­ лается дискретным, то блоки задания us могут быть выполнены

из непрерывных элементов, например на магнитных усилителях. Действительно, при обработке поверхности инструментом ко­ нечных размеров расстояние между параллельными проходами инструмента обычно задается таким, чтобы величина шерохова­ тостей, определяемая высотой гребешков, не превосходила за­ данной. Чем ближе располагаются проходы инструмента, тем меньше величина этих гребешков. При обработке поверхности система программного управления должна обеспечить такое рас­ положение проходов, чтобы расстояние между ними не превос­ ходило заданного; если же проходы будут располагаться ближе друг к другу, то качество поверхности от этого не пострадает, лишь несколько увеличится время обработки детали. В случае использования системы программного управления с коррекцией аргумента в функции от ошибок следящих систем подач увеличе­ ния времени обработки детали может и не произойти, так как при сближении проходов инструмента будут уменьшаться толщина слоя снимаемого металла и нагрузка на следящие системы, а

скорость подачи инструмента возрастет.

В качестве промежуточной памяти совсем не обязательно использовать магнитный барабан с перемещающимися вдоль него записывающими и считывающими головками. Вместо него может быть использован стандартный магнитный барабан от вычисли­ тельной машины.

При использовании стандартного барабана головки не пере­ мещаются вдоль него, а используется последовательный съем информации: на первом обороте барабана включены первые три считывающие головки, на втором — последующие три головки и т. д. Для второй половины барабана, на которой записываются координаты отрабатываемой борозды, головки включаются ана­ логично: на первом обороте барабана включены первые три за­ писывающие головки, на втором — вторые три и т. д.

Выше были рассмотрены устройства, которые позволяют про­ граммировать обработку участков поверхности с границами разнообразных очертаний. Для работы этих устройств требуется информация о первом проходе по поверхности, остальные про­ ходы программируются как удовлетворяющие уравнениям (VI.36) —(VI.38) относительно предыдущего прохода. В качестве первой борозды может задаваться часть границы обрабатываемого участка поверхности, а последующие траектории являются кривыми, одни из которых удовлетворяют уравнениям (VI.36)—(VI.38) относительно этой первой борозды, другие пролегают по границе

283