Интерполирующее устройство для систем программного управления фрезерным станком

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