Спосіб переміщення вершини різця по розрахунковій траєкторії та пристрій для його реалізації

1 Спосіб переміщення вершини різця по розрахунковій траєкторії, що включає установлення вершини різця в початкову точку розрахункової траєкторії, розрахунок приростів координати "У" вершини різця на дискретах розрахункової траєкторії, завдання на дискретах траєкторії переміщення вершини різця по координаті "X" розрахункових приростів координати "У" вершини різця, який відрізняється тим, що в процесі переміщення вершини різця з кінцевої точки Хк траєкторії переміщення вершини різця по координаті "X" в початкову точку Хп цієї траєкторії після кожного кроку мікропереміщення вершини різця по координаті "X" отримують оцінку X/j/ величини поточного переміщення вершини різця по координаті "X" і за рівнянням ^ / j / = X n установлюють вершину різця в початкову точку Хп траєкторії и переміщення по координаті "X", зміщують вершину різця по координаті "У", установлюють потрібну глибину різання і установлюють вершину різця в початкову точку розрахункової траєкторії, задають величину інтервалу корекції погрішності положення вершини різця по координаті "У", переміщують вершину різця по розрахунковій траєкторії, причому, на кожному j-му кроці мікропереміщення вершини різця по координаті "X" приріст &УВІ\І координати "У" вершини різця здійснюється при максимальному відношенні сигнал/шум в адитивній суміші сигнал - шум, яка відповідає приросту Ay B /j/, на кожному кроці мікропереміщення вершини різця по розрахунковій траєкторії отримують оцінку X/j/ величини поточного переміщення вершини різця по координаті "X" і оцінку величини приросту А¥"р І\І координати "У" вершини різця на кроці мікропереміщення, після кожного j = q - г /q=1, 2, 3, , г=1, 2, 3, / кроку мікропереміщення вершини різця по розрахунковій траєкторії, який відповідає останньому кроку и мікропереміщення на q-му інтервалі корекції положення вершини різця по координаті "У", розраховують величину еталонного приросту координати "У" вершини різця і дійсний приріст цієї координати вершини різця на q-му інтервалі корекції, а також обчислюють величину деформацій рухомих елементів пристрою переміщення рухомого елемента різцевої головки та різцевої головки на q-му інтервалі корекції, розраховують величину відхилення вершини різця по координаті "У" від розрахункової траєкторії і коректують величину приросту Ay B /q-r + 1/ координати "У" вершини різця на j = q-r + 1 крок мікропереміщення вершини різця по розрахунковій траєкторії і на j = q • г +1 кроці мікропереміщення вершини різця по розрахунковій траєкторії координаті "У" вершини різця задають скоректований приріст ДУв Кор / q • г +1 /, скоректовану величину приросту координати "У" вершини різця порівнюють з пороговим значенням у мінімального приросту координати "У" вершини різця і, якщо AyB K o p /q -г + 1/ y, то після закінчення j = q-r + k кроку мікропереміщення обчислюють еталону величину приросту координати "У" вершини різця, дійсний приріст координати "У" вершини різця, величини деформацій рухомих елементів пристрою переміщення рухомого елемента різцевої головки та різцевої головки і величину відхилення вершини різця по координаті "У" від розрахункової траєкторії на "к" кроках мікропереміщень, коректу ю C O ГО сч Ю 52335 ють величину приросту AYB/q-r + k + 1/ координати "У" вершини різця на j = q-r + k + 1 крок мікропереміщення, на j = q-r + k + 1 кроці мікропереміщення координаті "У" вершини різця задають скоректований приріст дускоруд . г + k +1 /, перевіряють виконання нерівності ДУв Кор /q-r + k + 1/>y, якщо ця нерівність не виконується, то виконують дії по невиконанню цієї нерівності, після кожного мікропереміщення вершини різця по розрахунковій траєкторії обчислюють відстань Д ^ вершини різця по координаті "X" до кінцевої Хк точки розрахункової траєкторії і, якщо на j-1 кроці мікропереміщення m > М-\ > 0, то на j кроці мікропереміщення вершину різця по координаті "X" переміщують на Д ^ , а координаті "У" задають приріст Ay B /j/, який відповідає її приросту на відрізку Д^і координати "X" і фіксують вершину різця в кінцевій точці розрахункової траєкторії, де г - число кроків мікропереміщень вершини різця по розрахунковій траєкторії на інтервалі корекції и положення по координаті "У, j - число кроків мікропереміщень вершини різця по розрахунковій траєкторії з початкової в кінцеву точку цієї траєкторії, m - величина кроку мікропереміщення вершини різця по координаті "X" 2 Пристрій переміщення вершини різця по розрахунковій траєкторії, що містить різцеву головку, п'єзостовп переміщення рухомого елемента різцевої головки, обчислювач, який відрізняється тим, що пристрій додатково включає лінійну напрямну, п'єзоелектричний двигун, пристрій переміщення рухомого елемента різцевої головки, що включає корпус, у порожнині якого встановлена втулка, у порожнині якої встановлений датчик величини зазору приростів координати "У" вершини різця і стакан, у дно якого вкручений стержень, вільний кінець якого утворює з датчиком величини зазору приростів координати "У" вершини різця зазор приростів, між втулкою і стаканом установлений п'єзостовп переміщення рухомого елемента різцевої головки, при цьому п'єзостовп переміщення рухомого елемента різцевої головки за допомогою гвинтів і пружин пружно стиснутий між втулкою і стаканом, а згаданий стержень розташований у порожнині п'єзостовпа, укладки, що розташовані між втулкою і п'єзостовпами фіксації втулки, а також між стаканом і п'єзостовпами фіксації стакана, а п'єзостовпи у корпусі встановлені між регулюючими гвинтами і укладками, у корпусі різцевої головки виконані жиклери подачі газу в зазор між корпусом різцевої головки і поверхнею рухомого елемента різцевої головки та випускні вікна, внутрішня поверхня корпусу різцевої головки між випускними вікнами і розташована під цією поверхнею поверхня рухомого елемента різцевої головки утворюють однорядну радіальну аеростатичну опору, по обидва боки якої між корпусом різцевої головки і рухомим елементом установлені децентруючі ПІВКІЛЬЦЯ, а рухомий елемент різцевої голо вки за допомогою пневмоциліндрів з постійною силою підтиснутий до стакана пристрою переміщення рухомого елемента різцевої головки, у порожнині рухомого елемента різцевої головки установлений вимірювальний стержень, один кінець якого вкручений у основу рухомого елемента, а на його другому КІНЦІ установлений датчик величини контрольного зазору, основа якого з торцем різцеутримувача, вкрученого у рухомий елемент різцевої головки, утворює контрольний зазор, при цьому у поперечному напрямку вимірювальний стержень утримується пружинними фіксаторами, встановленими у корпусі різцевої головки, блок управління пристроєм переміщення рухомого елемента різцевої головки, що містить перший коректуючий конденсатор, другий коректуючий конденсатор, вимірювач величини зазору приростів координати "У" вершини різця, перемикач "автономний - точіння", перемикач "прямий - реверс", пороговий пристрій, регістр установки коду кроку переміщення вершини різця, підсилювач порога, схему "заморожування" пилкоподібної напруги, задавальний мультивібратор, джерело живлення, перемикач "безперервно увімк - вимк", перемикач "крок - безперервно", кнопку "крок", перший диференціюючий ланцюжок, дюдний обмежувач, тригер фіксації втулки, тригер фіксації стакана, підсилювач фіксації втулки, підсилювач фіксації стакана, третій комутатор, п'ятий очікувальний блокінггенератор, другий диференціюючий ланцюжок, третій диференціюючий ланцюжок, підсилювач перемикання тригера фіксації стакана, перший очікувальний блокінг-генератор, четвертий диференціюючий ланцюжок, підсилювач перемикання тригера фіксації втулки, другий очікувальний блокінг-генератор, п'ятий диференціюючий ланцюжок, третій очікувальний блокінг-генератор, шостий диференціюючий ланцюжок, другий підсилювач, четвертий очікувальний блокінг-генератор, сьомий диференціюючий ланцюжок, перший підсилювач, підсилювач пилкоподібної напруги, перемикач "увімк авт - вимк", перший комутатор, другий комутатор, цифро-аналоговий перетворювач коду приростів, підсилювач координатної напруги, перемикач "увімк точіння - вимк", регістр управління комутаторами, вимірювач величини контрольного зазору, четвертий комутатор, аналого-цифровий перетворювач вимірювача зазору приростів, аналого-цифровий перетворювач вимірювача контрольного зазору, тригер управління комутатором, комутатор фіксації стакана, восьмий диференціюючий ланцюжок, шостий комутатор, аналогоцифровий перетворювач вимірювача кроку переміщення рухомого елемента лінійної напрямної, п'ятий комутатор, тригер зупинки рухомого елемента лінійної напрямної, схему "І", тригер увімкнення живлення, обчислювач, причому перший коректуючий конденсатор з'єднаний з дисками п'єзостовпа переміщення рухомого елемента різцевої головки і з першим комутатором, другий коректуючий конденсатор з'єднаний з дисками п'єзостовпа переміщення рухомого елемента різцевої головки і з першим комутатором, джерело живлення перемикачем "увімк безперервно вимк" в положенні "увімк безперервно" з'єднано з задавальним мультивібратором, вихід задаючого 52335 мультивібратора через перемикач "автономний точіння" В положенні "автономний" і перемикач "крок - безперервно" в положенні "безперервно" з'єднаний з входом першого диференціюючого ланцюжка, джерело живлення кнопкою "крок" через перемикач "крок - безперервно" в положенні "крок" з'єднаний з входом першого диференціюючого ланцюжка, вихід першого диференціюючого ланцюжка з'єднаний з входом дюдного обмежувача і з нульовим входом тригера фіксації стакана, одиничний вихід тригера фіксації стакана через перемикач "прямий - реверс" в положенні "прямий" з'єднаний з входом підсилювача фіксації стакана, а вихід підсилювача фіксації стакана з'єднаний з п'єзостовпом фіксації стакана, а в положенні "реверс" з'єднаний з входом підсилювача фіксації втулки, вихід підсилювача фіксації втулки з'єднаний з п'єзостовпом фіксації втулки, нульовий вихід тригера фіксації стакана з'єднаний з управляючим входом третього комутатора, вихід дюдного обмежувача з'єднаний з сигнальним входом третього комутатора і з одиничним входом тригера фіксації втулки, одиничний вихід тригера фіксації втулки через перемикач "автономний - точіння" в положенні "автономний" з'єднаний з управляючим входом першого комутатора і з управляючим входом другого комутатора, одиничний вихід тригера фіксації втулки через перемикач "прямий - реверс" в положенні "прямий" з'єднаний з входом підсилювача фіксації втулки, а в положенні "реверс" з входом підсилювача фіксації стакана, вихід третього комутатора з'єднаний з входом п'ятого очікувального блокінг-генератора, вихід п'ятого очікувального блокінг-генератора з'єднаний з входом другого диференціюючого ланцюжка, а його вихід з'єднаний з входом генератора пилкоподібної напруги, вихід генератора пилкоподібної напруги з'єднаний з входом схеми "заморожування" пилкоподібної напруги, а її вихід з'єднаний з входом підсилювача пилкоподібної напруги, вихід підсилювача пилкоподібної напруги через перемикач "увімк авт вимк" в положенні "увімк авт" з'єднаний з дисками п'єзостовпа переміщення рухомого елемента різцевої головки і з сигнальними входуми першого і другого комутаторів, виходи яких з'єднані з дисками п'єзостовпа переміщення рухомого елемента різцевої головки, датчик величини зазору приростів з'єднаний з входом вимірювача величини зазору приростів, вихід вимірювача величини зазору приростів через перемикач "автономний - точіння" в положенні "автономний" з'єднаний з входом порогового пристрою, вихід регістра установки коду величини кроку переміщення вершини різця з'єднаний з входом порогового пристрою, вихід порогового пристрою з'єднаний з входом підсилювача порога, а його вихід з'єднаний з першим входом схеми "заморожування" пилкоподібної напруги і з входом третього диференціюючого ланцюжка, вихід третього диференціюючого ланцюжка з'єднаний з неінвертувальним входом підсилювача перемикання тригера фіксації стакана, вихід підсилювача перемикання тригера фіксації стакана з'єднаний з одиничним входом тригера фіксації стакана і з входом першого очікувального блокінггенератора, а його вихід з'єднаний з входом четвертого диференціюючого ланцюжка, вихід четве ртого диференціюючого ланцюжка з'єднаний з швертувальним входом підсилювача перемикання тригера фіксації втулки, а його вихід з'єднаний з нульовим входом тригера фіксації втулки і з входом другого очікувального блокінг - генератора, вихід другого очікувального блокінг-генератора з'єднаний з входом п'ятого диференціюючого ланцюжка, вихід якого з'єднаний з входом генератора пилкоподібної напруги, другим входом схеми "заморожування" пилкоподібної напруги, з входом цифро-аналогового перетворювача коду приростів, з входом інтегратора, з входом регістра управління комутаторами і з входом третього очікувального блокінг-генератора, вихід якого з'єднаний з входом шостого диференціюючого ланцюжка, вихід шостого диференціюючого ланцюжка з'єднаний з входом четвертого комутатора, вихід якого з'єднаний з входом аналого-цифрового перетворювача вимірювача зазору приростіві з входом аналого-цифрового перетворювача вимірювача контрольного зазору, вихід шостого диференціюючого ланцюжка з'єднаний також з входом четвертого очікувального блокінг-генератора і з швертувальним входом першого підсилювача, вихід першого підсилювача з'єднаний з одиничним входом тригера фіксації втулки і з входом третього комутатора, вихід четвертого очікувального блокінг-генератора з'єднаний з входом сьомого диференціюючого ланцюжка, вихід якого з'єднаний з швертувальним входом другого підсилювача, а його вихід з'єднаний з нульовим входом тригера фіксації стакана, вихід вимірювача величини зазору приростів через перемикач "автономний - точіння" в положенні "точіння" з'єднаний з входом аналого-цифрового перетворювача вимірювача зазору приростів, вихід якого з'єднаний з першим інформаційним входом обчислювача, датчик величини контрольного зазору з'єднаний з входом вимірювача величини контрольного зазору, вихід якого з'єднаний з входом аналого-цифрового перетворювача вимірювача контрольного зазору, а його вихід з'єднаний з другим інформаційним входом обчислювача, перший сигнальний вихід обчислювача з'єднаний з нульовим входом тригера управління комутатором, другий сигнальний вихід обчислювача з'єднаний з одиничним входом тригера управління комутатором, одиничний вихід тригера управління комутатором з'єднаний з управляючим входом комутатора фіксації стакана, перший сигнальний вихід пристрою управління штовхачами з'єднаний з сигнальним входом комутатора фіксації стакана, а його вихід з'єднаний з одиничним входом тригера фіксації стакана і з входом першого очікувального блокінг-генератора, третій сигнальний вихід обчислювача з'єднаний з управляючим входом четвертого комутатора, четвертий сигнальний вихід обчислювача з'єднаний з другим управляючим входом інтегратора, п'ятий сигнальний вихід обчислювача з'єднаний з другим сигнальним входом аналого-цифрового перетворювача вимірювача контрольного зазору, шостий сигнальний вихід обчислювача з'єднаний з другим сигнальним входом аналого-цифрового перетворювача вимірювача зазору приростів, перший інформаційний вихід обчислювача з'єднаний з входом цифро-аналогового перетворювача коду 52335 8 приростів, а його вихід з єднаний з входом інтегратора, вихід інтегратора з'єднаний з входом підсилювача приростів, а його вихід через перемикач "увімк точіння - вимк" в положенні "увімк точіння" з'єднаний з дисками п'єзостовпа переміщення рухомого елемента різцевої головки, з входом першого комутатора і з входом другого комутатора, другий інформаційний вихід обчислювача з'єднаний з входом регістра управління комутаторами, перший вихід якого через перемикач "увімк точіння - вимк" в положенні "увімк точіння" з'єднаний з входом першого комутатора, а другий вихід через перемикач "увімк точіння - вимк" в положенні "увімк точіння" з'єднаний з входом другого комутатора, другий сигнальний вихід пристрою управління штовхачами з'єднаний з входом восьмого диференціюючого ланцюжка, вихід якого з'єднаний з управляючим входом шостого комутатора, з входом аналого-цифрового перетворювача вимірювача кроку переміщення рухомого елемента напрямної і з входом обчислювача, третій сигнальний вихід пристрою управління штовхачами з'єднаний з третім сигнальним входом аналогоцифрового перетворювача вимірювача зазору приростів і з входом обчислювача, четвертий сигнальний вихід пристрою управління штовхачами з'єднаний з входом обчислювача, п'ятий сигнальний вихід пристрою управління штовхачами з'єднаний з нульовим входом тригера увімкнення живлення, а його шостий сигнальний вихід з'єднаний з першим входом схеми "І", сьомий сигнальний вихід пристрою управління штовхачами через перемикач "автономний -точіння" В положенні "точіння" і перемикач "крок - безперервно" в положенні "крок" з'єднаний з входом першого диференціюючого ланцюжка, інформаційний вихід пристрою управління штовхачами з єднаний з входом аналого-цифрового перетворювача вимірювача кроку переміщення рухомого елемента напрямної, вихід якого з'єднаний з входом шостого комутатора, вихід шостого комутатора з'єднаний з входом обчислювача, джерело живлення з'єднано з входом п'ятого комутатора, вихід якого з'єднаний з входом пристрою управління штовхачами, сьомий сигнальний вихід обчислювача з'єднаний з нульовим входом тригера зупину рухомого елемента напрямної, нульовий вихід тригера зупину рухомого елемента напрямної з'єднаний з другим входом схеми "І", вихід якої з'єднаний з одиничним входом тригера зупину рухомого елемента напрямної і з нульовим входом тригера увімкнення живлення, одиничний вихід тригера увімкнення живлення з'єднаний з управляючим входом п'ятого комутатора, джерело напруги через кнопку "пуск" з'єднано з одиничним входом тригера увімкнення живлення, вихід обчислювача з'єднаний з одиничним входом тригера увімкнення живлення, перший комутатор з'єднаний з другим комутатором, перший сигнальний вихід пристрою управління штовхачами з'єднаний з входом комутатора фіксації стакана, восьмий сигнальний вихід обчислювача з'єднаний з входом аналого-цифрового перетворювача вимірювача кроку переміщення рухомого елемента напрямної і з входом шостого комутатора, дев'ятий і десятий виходи пристрою управління штовхачами з'єднані з штовхачем прямого ходу, одинадцятий і дванадцятий виходи пристрою управління штовхачами з'єднані з штовхачем зворотного ходу, другий вхід пристрою управління штовхачами з'єднаний з штовхачем прямого ходу і з штовхачем зворотного ходу Винахід відноситься до обробки металів різанням і може бути використаний для виготовлення особливо точних поверхонь По а с СРСР № 1231710 від 02 07 1984 р М Кп 5 В23В5/40 відомий пристрій для обробки криволінійних поверхонь Спосіб переміщення вершини різця по криволінійній траєкторії, що реалізується цим пристроєм полягає у наступному Вісь обертання вала шпиндельного вузла і вісь обертання вала супорта лежать в плоскості, паралельній плоскості станини Причому супорт може повертатися навколо осі, що проходить крізь вершину кута, що утворюється віссю обертання вала супорта та плечем ріжучого інструмента RQ, перпендикулярно плоскості станини і зміщеної проекції відносно осі обертання вала шпиндельного вузла на станину на величину RQ ВІСЬ ріжучого інструмента Ru утворює з плечем ріжучого інструмента прямий кут у Кут [3, що утворюється віссю обертати вала супорта та плечем ріжучого інструмента - перемінний струмента встановлюють рівним [3 = 90 - а Після виконання цих операцій і суміщення вершини різця з віссю обертання вала шпиндельного вузла вісь Ru ріжучого інструмента буде суміщена з віссю обертання вала шпиндельного вузла При обертанні вала супорта вершина різця буде пересуватися по колу з радіусом Нехай супорт та встановлений віссю обертання рює кут а, а кут обертанням навколо осі поворотак, що його вісь обертання з вала шпиндельного вузла утво[3 поворотом плеча ріжучого ін R6 tga а за рахунок руху огинання супорта буде проточена сферична оптична поверхня з Rcct, = R Для виготовлена асферичних поверхонь вершину різця необхідно сумістити з віссю обертання вала шпиндельного вузла, повернути вісь обертання вала супорта на кут е такий, щоб вершина р різця пересунулася н величину радіуса розкрива асферичної поверхні, що виготовляється Для дискретних значень кута е розраховують приростання р UR(cpi) = Raccf) (Фі) - Rccfi відносно сферичної поверхні, при яких вершина різця на дискретних значеннях кута ф буде належати асферичніи поверхні, що виготовляється В процесі точіння на кожному дискретному значенні кута поворота вала супорта збільшують Ru на відповідне значення приросту R=R 52335 AR(cp,) Основним недоліком цього способу є наявність великого числа початкових установлень Усі початкові установки виконуються при переході д точіння кожної іншої поверхні і займають десятки годин Частина з ни виконується експериментальне з низькою точністю Поточна погрішність положення вершини різця на траєкторії переміщення не вимірюються і корекція положення вершини різця на траєкторії переміщення не виконується Пристрій для обробки криволінійних поверхонь по а с СРСР № 1231710 вибраний у якості прототипа Задача, що вирішується, полягає у такому удосконаленні способа - пртотипа, яке забезпечує прив'язку до координати "X" розрахункової траєкторії переміщення вершини різця високоточної траєкторії переміщення вершини різця по координаті "У" Для цього з високою точністю вимірюється і оцінюється поточна координата "X" вершини різця, з високою точністю вимірюється і оцінюється величина приросту координати "Y" вершини різця, обчислюється погрішність положення вершини різця на розрахунковій траєкторії і коректується її положення на траєкторії переміщення При цьому виключається вплив на траєкторію переміщення вершини різця пружної та теплової деформації рухомих елементів пристрою переміщення рухомого елемента різцевої голівки та теплової деформації рухомого елемента різцевої голівки Крім того збільшується складова корисного сигнала в адитивній суміші сигнал - шум на виході пристрою управління переміщенням вершини різця по розрахунковій траєкторії Цим забезпечується можливість виготовлення усіляких високоточних тіл обертання, симетричних відносно осі обертання Рішення цієї задачі досягається тим, що спосіб переміщення вершини різця по розрахунковій траєкторії, що включає суміщення вершини різця з віссю обертання вала шпиндельної опори, установлення вершини різця в початкову точку розрахункової траєкторії, розрахунок приростів координати "Y" вершини різця на дискретах розрахункової траєкторії завдання на дискретах траєкторії переміщення вершини різця по координаті "X" розрахункових приростів координаті "Y" вершини різця, згідно з винаходом, в процесі переміщення вершини різця з кінцевої точки Хк траєкторії переміщення вершини різця по координаті "X" в початкову точку Хп, цієї траєкторії після кожного крока мікропереміщення вершини різця по координаті "X" отримують оцінку X-Q) величини поточного переміщення вершини різця по координаті "X" і по рівності X-Q) = Х п установлюють вершину різця в початкову точку Х п траєкторії и переміщення по координаті "X", зміщують вершину різця по координаті "Y", установлюють потрібну глибину різання і установлюють вершину різця в початкову точку розрахункової траєкторії, задають величину інтервала корекції погрішності положення вершини різця по координаті "Y", переміщують вершину різця по розрахунковій траєкторії, причому, на кожному j-му кроку мікропереміщення вершини різця по координаті "X" приріст UYeQ) координати "У" вершини різця здійснюється при максимальному від 10 ношенні сигнал/шум в адитивній суміші сигнал шум, яка відповідає приросту AYe(j), на кожному кроку мікропереміщення вершини різця по розрахунковій траєкторії отримують оцінку X-Q) величини поточного переміщення вершини різця по координаті "X" і оцінку величини приросту UYnpQ) координати "Y" вершини різця на цьому кроку мікропереміщення, після кожного j = q * r / q = 1,2, З, , г = 1, 2, 3, крока мікропереміщення вершини різця по розрахунковій траєкторії, який відповідає останньому кроку и переміщення на q-му інтервалі корекції положення вершини різця по координаті "Y", розраховують величину еталонного приросту координати "Y" вершини різця і дійсний приріст цієї координати вершини різця на q-му інтервалі корекції, а також обчислюють величину деформації рухомих елементів пристрою переміщення рухомого елемента різцевої голівки та різцевої голівки на q-му інтервалі корекції, розраховують величину відхилення вершини різця по координаті "Y" від розрахункової траєкторії і коректують величину приросту UYe(q * г + 1) координати "Y" вершини різця на j = q * г + 1 крок мікропереміщення вершини різця по розрахунковій траєкторії і Haj = q * r + 1 кроку мікропереміщення вершини різця по розрахунковій траєкторії координаті "Y" вершини різця задають скоректований приріст AYeKop(q -r +1) , скоректовану величину приросту координати "Y" вершини різця порівнюють з пороговим значенням у мінімального приросту координати "Y" вершини різця і, якщо UYCKOp(q * г + 1) у , після закінчення j = q * r+ k крока мікропереміщення обчислюють еталону величину приросту координати "Y" вершини різця, величини деформацій рухомих елементів пристрою переміщення рухомого елемента різцевої голівки та різцевої голівки і величину відхилення вершини різця по координаті "Y" від розрахункової траєкторії на "к" кроках мікропереміщень, коректують величину приросту UYe(q * г + k + 1) координати "Y" вершини різця на j = q * г + k + 1 крок мікропереміщення, Haj = q * r + k + 1 кроку мікропереміщення координаті "Y" вершини різця задають скоректований приріст AYBKop(q-r + k + 1) , перевіряють виконання нерівності UYCKOp(q * г + 1) Д^і >0, на j кроку мікропереміщення вершину різця по координаті "X" переміщують на 12 11 52335 "прямий - реверс", пороговий пристрій, регістр Д^і, а координаті "Y" задають приріст UYe(j), який установки кода крона переміщення вершини різця, відповідає її приросту на відрізку Д^і координати підсилювач порога, схему "заморожування" пилки, "X" і фіксують вершину різця в кінцевій точці роззадаючій мультивібратор, джерело живлення, перахункової траєкторії ремикач "безперервноувімк - вимк", перемикач Де г - число кроків мікропереміщень вершини "крок - безперервно", кнопку "крок" перший диферізця по розрахунковій траєкторії на інтервалі коренцируючій ланцюжок, дюдний обмежувач, трирекції и положення по координаті "Y", гер фіксації втулки, тригер фіксації стакана, підсиj - число кроків мікропереміщень вершини різлювач фіксації втулки, підсилювач фіксації ця по розрахунковій траєкторії з початкової в кінстакана, третій комутатор, п'ятий ждучій блокінг цеву точку цієї траєкторії, генератор, другий диференцируючій ланцюжок, m - величина крока мікропереміщення вершитретій диференцируючій ланцюжок, підсилювач ни різця по координаті "X" перемикання тригера фіксації стакана, перший Рішення задачі досягається також тим, що ждучій блокінг - генератор, четвертий диференципристрій переміщення вершини різця по розрахунруючій ланцюжок, підсилювач перемикання тригековій траєкторії, що містить різцеву голівку, п'єзора фіксації втулки, другий ждучій блокінг - генерастовп переміщення рухомого елемента різцевої тор, п'ятий диференцируючій ланцюжок, третій голівки, обчислювач, згідно винаходу, пристрій ждучій блокінг - генератор, шостий диференцирудодатково включає лінійну напрямну, п'єзоелектючій ланцюжок, другий підсилювач, четвертий ричний двигун, пристрій переміщення рухомого ждучій блокінг - генератор, сьомий диференцируелемента різцевої голівки, що включає корпус у ючій ланцюжок, перший підсилювач, підсилювач порожнині якого встановлена втулка, у порожнині пилки, перемикач "увімк авт - вимк", перший коякої встановлений датчик величини зазора приромутатор, другий комутатор, цифро - аналоговий стів координати "Y" вершини різця і стакан, у дно перетворювач кода приростів, підсилювач коордиякого укручений стрижень, вільний кінець якого натної напруги, перемикач "увімк точіння - вимк", утворюй з датчикам величини зазора при ростів регістр управління комутаторами, вимірювач векоординати "Y" вершини різця цей зазор приростів, личини контрольного зазора, четвертий комутатор, між втулкою і стаканом встановлений п'єзостовп аналого - цифровий перетворювач вимірювача переміщення рухомого елемента різцевої голівки, зазора приростів, аналого - цифровий перетворюпричому п'єзостовп переміщення рухомого елемевач вимірювача контрольного зазора, тригер нта різцевої голівки за допомогою гвинтів і пружин управління комутатором, комутатор фіксації стапружно стиснутий між втулкою і стаканам, а згадакана, восьмий диференцируючій ланцюжок, шосний стрижень розташований у порожнині п'езостотий комутатор, аналого - цифровий перетворювач впа, укладки, що розташовані між втулкою і п'езосвимірювача крока переміщення рухомого елементовпами фіксації втулки, також між стаканом і та лінійної напрямної, п'ятий комутатор, тригер п'езостовпами фіксації стакана, а п'езостовпи у зупинки рухомого елемента лінійної напрямної, корпусі встановлені між регулюючими гвинтами і схему "І", тригер увімкнення живлення, обчислюукладками, у корпусі різцевої голівки виконані жиквач, причому перший коректуючій конденсатор лери подачі газа в зазор між корпусом різцевої з'єднаний з дисками п'езостовпа переміщення руголівки поверхнею рухомого елемента різцевої хомого елемента різцевої голівки і з першим комуголівки та випуск ні вікна, причому жиклери подачі таторам, другий коректуючій конденсатор з'єднагазу, випускні вікна, внутрішня поверхня корпуса ний з дисками п'єзостовпа переміщення рухомого різцевої голівки між випускними вікнами і розташоелемента різцевої голівки і з першим комутатором, вана під цією поверхнею поверхня рухомого еледжерело живлення перемикачем "увімк безперермента різцевої голівки утворюють однорядну радівно - вимк" в положенні "увімк безперервно" з'єдальну аеростатичну опору по обидві сторони якої нано з задаючім мультивібратором, вихід задаюміж корпусом різцевої голівки і рухомим елеменчого мультивібратора через перемикач том встановлені децентрируючі напівкільця, а ру"автономний - точіння" В положенні "автономний" і хомий елемент різцевої голівки за допомогою пнеперемикач "крок - безперервно" в положенні "безвмоциліндрів з постійною силою підтиснутий до перервно"' з'єднаний з входом першого диференстакана пристрою переміщений рухомого елеменцируючого ланцюжка, джерело живлення кнопкою та різцевої голівки, У порожнині рухомого елемен"крок" через перемикач "крок - безперервню" в та різцевої голівки встановлений вимірювальний положенні "крок" з'єднаний з входом першого дистрижень, один кінець якого укручений у основу ференцируючого ланцюжка, вихід першого диферухомого елемента, а на його другому КІНЦІ встаренцируючого ланцюжка з'єднаний з входам дюдновлений датчик величини контрольного зазора, ного обмежувача і з нульовим входом тригера основа якого з торцем різцеутримувача, укрученофіксації стакана, одиничний вихід тригера фіксації го у рухомій елемент різцевої голівки, утворює стакана через перемикач "прямий - реверс" в поконтрольний зазор, причому у поперечному наложенні "прямий" з'єднаний з входам підсилювача прямку вимірювальний стрижень утримується фіксації стакана, а вихід підсилювача фіксації стапружинними фіксаторами, встановленими у корпукана з'єднаний з п'єзостовпом фіксації стакана, а в сі різцевої голівки, блок управління пристроєм пеположенні "реверс" з'єднаний з входом підсилювареміщення рухомого елемента різцевої голівки, що ча фіксації втулки, вихід підсилювача фіксації втумістить перший коректуючий конденсатор, другий лки з'єднаний з п'єзостовпом фіксації втулки, нукоректуючий конденсатор, вимірювач величини льовий вихід тригера фіксації стакана з'єднаний з зазора приростів координати "Y" вершини різця, управляючім входом третього комутатора, вихід перемикач "автономний - точіння" перемикая 14 13 52335 дюдного обмежувача з'єднаний з сигнальним вхоруючим входом першого підсилювача, вихід пердам третього комутатора і з одиничним входам шого підсилювача з'єднаний з одиничним входам тригера фіксації втулки, одиничний вихід тригера тригера фіксації втулки і з входом третього комуфіксації втулки через перемикач "автономний татора, вихід четвертого ждучого блокінгточіння" В положенні "автономний" з'єднаний з генератора з'єднаний з входам сьомого диференуправляючім входом першого комутатора і з цируючого ланцюжка, вихід якого з'єднаний з шуправляючім входам другого комутатора, одиничвертируючим входом другого підсилювача, а його ний вихід тригера фіксації втулки через перемикач вихід з'єднаний з нульовим входом тригера фікса"прямий - реверс" в положенні "прямий" з'єднаний ції стакана, вихід вимірювача величини зазора з входом підсилювача фіксації втулки, а в полоприростів через перемикач "автономний - точіння" женні "реверс" з входом підсилювача фіксації став положенні "точіння" з'єднаний з входом аналого кана, вихід третього комутатора з'єднаний з вхоцифрового перетворювача вимірювача зазора дом п'ятого ждучого блокінг - генератора, вихід простів, вихід якого з'єднаний з першим інформап'ятого ждучого блокінг - генератора з'єднаний з ційним входом обчислювача, датчик величини входом другого диференцируючого ланцюжка, а контрольного зазора з'єднаний з входом вимірюйого вихід з'єднаний з входам генератора пилки, вача величини контрольного зазора, вихід якого вихід генератора пилки з'єднаний з входам схеми з'єднаний з входом аналого - цифрового перетво"заморожування" пилки, а її вихід з'єднаний з вхорювача вимірювача контрольного зазора, а його дом підсилювача пилки, вихід підсилювача пилки вихід з'єднаний з другим інформаційним входом через перемикач "увімк авт - вимк" в положенні обчислювача, перший сигнальний вихід обчислю"увімк авт "з'єднаний з дисками п'єзостовпа перевача з'єднаний з нульовим входам тригера управміщення рухомого елемента різцевої голівки і з ління комутаторам, другий сигнальний вихід обчисигнальними входами першого і другого комутатослювача з'єднаний з одиничним входом тригера рів, виходи яких з'єднані з дисками п'єзостовпа управління комутатором, одиничний вихід тригера переміщення рухомого елемента різцевої голівки, управління комутатором з'єднаний з управляючім датчик величини зазора приростів з'єднаний з входам комутатора фіксації стакана, перший сигвходом вимірювача величини зазора приростів, нальний вихід пристрою управління штовхачами вихід вимірювача величини зазора приростів чез'єднаний з сигнальним входом комутатора фіксарез перемикач "автономний - точіння" в положенні ції стакана, а його вихід з'єднаний з одиничним "автономний" з'єднаний з входом порогового привходам тригера фіксації стакана і з входом першострою, вихід регістра установки кода величиниго ждучого блокінг-генератора, третій сигнальний крока переміщення вершини різця з'єднаний з вихід обчислювача з'єднаний з управляючим вховходам порогового пристрою, вихід порогового дом четвертого комутатора, четвертий сигнальний пристрою з'єднаний з входом підсилювача порога, вихід обчислювача з'єднаний з другим управляючи а його вихід з'єднаний з першим входом схеми входам інтегратора, п'ятий сигнальний вихід обчи"заморожування" пилки і з входом третього дифеслювача з'єднаний з другим сигнальним входам ренцируючого ланцюжка вихід третього диференаналого - цифрового перетворювача вимірювача цируючого ланцюжка з'єднаний з неїнвертируючїм контрольного зазора, шостий сигнальний вихід входам підсилювача перемикання тригера фіксації обчислювача з'єднаний з другим сигнальним вхостакана, вихід підсилювача перемикання тригера дам аналого - цифрового перетворювача вимірюфіксації стакана з'єднаний з одиничним входом вача зазора приростів, перший інформаційний тригера фіксації стакана і з входам першого ждувихід обчислювача з'єднаний з входом цифро чого блокінг -генератора, а його вихід з'єднаний з аналогового перетворювача кода приростів, а його входом четвертого диференцируючого ланцюжка, вихід з'єднаний з входом інтегратора, вихід інтегвихід четвертого диференцируючого ланцюжка ратора з'єднаний з входам підсилювача приростів, з'єднаний з швертируючім входом підсилювача а його вихід через перемикач "увімк точіння перемикання тригера фіксації втулки, а його вихід вимк" в положенні "увімк точіння" з'єднаний з диз'єднаний з нульовим входам тригера фіксації втусками п'єзостовпа переміщення рухомого елеменлки і з входом другого ждучого блокінг - генератота різцевої голівки, з входом першого комутатора і ра, вихід другого ждучого блокінг - генератора з входом другого комутатора, другий інформаційз'єднаний з входом п'ятого диференцируючого ний вихід обчислювача з'єднаний з входом регістланцюжка, вихід якого з'єднаний з входам генерара управління комутаторами, перший вихід якого тора пилки, другим входам схеми "заморожування" через перемикач "увімк точіння - вимк" в полопилки, з входам цифро - аналогового перетворюженні "уві, точіння" з'єднаний з входом першого вача кода приростів, з входам інтегратора, з вхокомутатора, а другий вихід через перемикач "увідом регістра управління комутаторами і з входом мк точіння - вимк" в положенні "увімк точіння" третього ждучого блокінг - генератора, вихід якого з'єднаний з входом другого комутатора, другий з'єднаний з входам шостого диференцируючого сигнальний вихід пристрою управління штовхачалалцюжка, вихід шостого диференцируючого ланми з'єднаний з входом восьмого диференцируючоцюжка з'єднаний з входам четвертого комутатора, го ланцюжка, вихід якого з'єднаний з управляючим вихід якого з'єднаний з входам аналоге - цифрововходом шостого комутатора, з входом аналогого перетворювача вимірювача зазора приростів і з цифрового перетворювача мікропереміщення рувходам аналого - цифрового перетворювача виміхомого елемента напрямної і з входам обчислюрювача контрольного зазора, вихід шостого дифевача, третій сигнальний вихід пристрою управлінренцируючого ланцюжка з'єднаний також з входам ня штовхачами з'єднаний з третім сигнальним четвертого ждучого блокінг-генератора і з інвертивходом аналого-цифрового перетворювача вимі 16 15 52335 рювача зазора приростів із входом обчислювача стрій суміщення вершини алмазного різця з віссю четвертий сигнальний вихід пристрою управління обертання вала аеростатичної шпиндельної опоштовхачами з'єднаний з входам обчислювача, ри", патент України № 36956 А від 16 04 2001 р ] п'ятий сигнальний вихід пристрою управління штоПристрій забезпечує встановлення вершини вхачами з'єднаний з нульовим входом тригера різця в точку траєкторії и переміщення, що лежить увімкнення живлення, а його шостий сигнальний на осі обертання вала аеростатичної шпиндельної вихід з'єднаний з першим входом схеми "І", сьомий опори, з погрішністю, що не перевищує 0,01 мкм сигнальний вихід пристрою управління штовхачаЛінійну напрямну, а у данному випадку аероми через перемикач "автономний - точіння" в постатичну лінійну напрямну, рухомим елементом ложення "точіння" І перемикач "крок - безперервякої являється аеростатичний вузол Напрямна но" в положенні "крок" з'єднаний з входом першого наділена пристроєм стабілізації положення руходиференцируючого ланцюжка, інформаційний вимого елемента відносно нерухомої у просторі плохід пристрою управління штовхачами з'єднаний з скості ["Спосіб стабілізації положення рухомого входом аналого-цифрового перетворювача виміелемента аеростатичної напрямної та пристрій рювача крока переміщення рухомого елемента для його здійснення" патент України № 14905 А напрямної вихід якого з'єднаний з входом шостого від 04 03 97 р] комутатора, вихід шостого комутатора з'єднаний з П'єзоелектричний двигун крокового перемівходом обчислювача, джерело живлення з'єднано щення рухомого елемента лінійної напрямної Поз входам п'ятого комутатора, вихід якого з'єднаний грішність вимірювання крока мікропереміщення з входом пристрою управління штовхачами сьорухомого елемента напрямної внутрішнім вимірюмий сигнальний вихід обчислювача з'єднаний з вачем двигуна не перевищує 0,01 мкм ['Пьезоэлекнульовим входам тригера зупину рухомого елеметрический двигатель", а с СРСР № 1676417 від нта напрямної нульовий вихід тригера зупину ру8 05 1991 р ] хомого елемента напрямної з'єднаний з другим На основі рухомого елемента лінійної напрямвходам схеми "І", вихід якої з'єднаний з одиничним ної встановлена різцева голівка з пристроєм певходам тригера зупину рухомого елементні нареміщення рухомого елемента різцевої голівки прямної і з нульовим входом тригера увімкнення Пристрій переміщення рухомого елемента різцевої живлення, одиничний вихід тригера увімкнення голівки забезпечує крокове мікропереміщення цьоживлення з'єднаний з управляючім входом п'ятого го рухомого елемента по координаті "Y" траєкторії комутатора, джерело напруги через кнопку "пуск" переміщення вершини різця, синхронне з переміз'єднано з одиничним входам тригера увімкнення щенням рухомого елемента напрямної, причому живлення вихід обчислювача з'єднаний з одиничкрок мікропереміщення вимірюється з погрішністю, ним входом тригера 96 включення живлення перщо не перевищує 0,01 мкм Конструкція цього приший комутатор з'єднаний з другим комутатором, строю дозволяє з високою точністю вимірювати перший сигнальний вихід пристрою управління пружну і теплову деформацію його рухомих елештовхачами з'єднаний з входом комутатора фікментів, а також величину залишкового пстерезіса сації стакана, восьмий сигнальний вихід обчислюп'єзостовпа переміщення рухомого елемента різвача з'єднаний з входом аналого-цифрового перецевої ГОЛІВКИ творювача вимірювача крока переміщення рухомого елемента напрямної і з входом шостого комутатора, дев'ятий і десятий виходи пристрою управління штовхачами з'єднані з штовхачем прямого хода, одинадцятий і дванадцяті виходи пристрою управління штовхачами з'єднані з штовхачем зворотного хода, другий вхід пристрою управління штовхачами з'єднаний з штовхачем прямого хода і з штовхачем зворотного хода Причинно-наслідковий зв'язок сукупності ознак технічного рішення, що заявляється, з досягаємим технічним результатам полягає у наступному На Фіг 1 представлений суперпрецизійний двохкоординатний верстат, формоутворююча система якого включає наступні пристрої Станину верстата з встановленими на ній стояками, яка лежить на віброкомпенсуючих опорах, що гасять коливання Земної поверхні Аеростатичну шпиндельну опору, яка оснащається пристроєм стабілізації радіального положення осі обертання вала опори і пристроєм стабілізації осьового положення плоскості планшайби ["Пристрій компенсації радіальних навантажень на вал радіальної аеростатичної опори", патент України № 25727 А від ЗО 10 98 р ] В порожнині планшайби встановлений пристрій суміщення алмазного різця з віссю обертання вала аеростатичної шпиндельної опори ["При Конструкція різцевої голівки також дозволяє з високою точністю вимірювати величину теплової деформації и рухомого елемента по координаті "Y" при надходженні тепла із зони різання Вимірювання цих деформацій дозволяє здійснювати їх компенсацію в процесі руху різця по розрахунковій траєкторії Пристрій управління переміщенням вершини різця по розрахунковій траєкторії забезпечує формування цієї траєкторії наступним чином Нехай (Фіг 2) потрібно виготовити дзеркальну сферичну поверхню радіуса Ri із радіусом розкрива сферичного дзеркала F 2 Початок системи ко? ординат XOY (Фіг 3) лежить на осі обертання вала аеростатичної шпиндельної опори, а ось "Y" спрямована по цій осі обертання За допомогою пристрою суміщення вершини алмазного різця з віссю обертання вала аеростатичної шпиндельної опори вершина різця з високою точністю встановлюється на ось обертання вала, тобто в кінцеву (по координаті "X") точку траєкторії и переміщення В пристрої управління переміщенням встановлюється крок мікропереміщення рухомого елемента лінійної напрямної п'єзоелектричним двигуна і вершина різця переміщується в початкову точку розрахункової траєкторії по координаті "X" на відстань F 2 На кожному кроку мікропереміщення ? виконується оцінювання його величини, а також 18 17 52335 оцінювання величини поточного переміщення веніх збурюючих факторів і шумом пристрою ршини різця по координаті "X" За рахунок оцінюуправління переміщенням вання можно не менш як на порядок підвищити Оцінка величини поточного переміщення верточність вимірювання крока мікропереміщення шини різця по координаті "X" забезпечує зупинку вершини різця по координаті "X" КІЛЬКІСТЬ кроків мікропереміщень, за яке виконується переміщення вершини різця в початкову точку траєкторії по координаті "X" складає кілька тисяч Тому погрішність переміщення рухомого елемента на крок мікропереміщення і погрішність вимірювання крока мікропереміщення розподіляються по нормальному закону Це дає можливість, за умови виключення систематичної погрішності, встановив вершину різця в початкову точку траєкторії по координаті "X" з високої точністю Після переміщення в початкову точку траєкторії переміщення встановлюється крок мікропереміщення вершини різця по координаті "X" із початкової в кінцеву точку розрахункової траєкторії, розраховуються прирости "Y" вершини різця на кожному кроку мікропереміщення по координаті "X" Встановлюється интервал корекції положення вершини різця на розрахунковій траєкторії по координаті "Y", наприклад, через "г" кроків мікропереміщень В процесі переміщення вершини різця по розрахунковій траєкторії на кожному кроку мікропереміщення виконується оцінка крока мікропереміщення вершини різця по координаті "X" і оцінка поточної величини переміщення по координаті "X", а також вимірюється і оцінюється величин приросту координати "У" вершини різця На кожному q-му інтервалі корекції положення вершини різця на траєкторії переміщення після закінчення "г" крока мікропереміщення вимірюється і оцінюється величина температурної деформації рухомого елемента різцевої голівки по координаті "Y", вимірюється і оцінюється величина деформації рухомих елементів пристрою переміщення рухомого елемента різцевої голівки По оцінкам величин поточного переміщення вершини різня по координаті "X", а також температурної деформації рухомого елемента різцевої голівки і деформації рухомих елементів пристрою переміщення рухомого елемента різцевої голівки розраховується еталонна величина приросту координати "Y" вершини різця на q-му інтервалі корекції По оцінкам величин приростів координати "Y" вершини різця на q-м інтервалі корекції обчислюються величина реального приросту цієї координати вершини різця і обчислюється величина корекції положення вершини різця по координаті "Y" на (q * г + 1) крок мікропереміщення В процесі переміщення вершини різця по розрахунковій траєкторії для підвищення точності переміщення вершини різця по координаті "Y" забезпечується максимум відношення сигнал/шум на виході пристрой управління переміщенням вершини різця по розрахунковій траєкторії по координаті "Y" Крім того, забезпечується висока точність відпрацювання приростів координати "Y" вершини різця на тій ДІЛЯНЦІ траєкторії, де ці прирості сумі рні з нестабільністю п'єзостовпа переміщення рухомого елемента різцевої голівки під дією зовніш вершини різця в кінцевій точці розрахунковій траєкторії З ВИСОКОЮ ТОЧНІСТЮ Винахід пояснюється кресленнями Фіг 1 - суперпрецизійний двохкоординатний верстат Фіг 2 - розміри сферичної дзеркальної поверхні Фіг 3 -траєкторія переміщення вершини різця при виготовленні сферичної дзеркальної поверхні Фіг 4 - різцева голівка з пристроєм переміщення рухомого елемента різцевої голівки Фіг 5 - пристрій управління переміщенням вершини різця по розрахунковій траєкторії Пристрій переміщення вершини різця по розрахунковій траєкторії включає (Фіг1) лінійну напрямну 1, наприклад, аеростатичну лінійну напрямну ["Спосіб стабілізації положення рухомого елемента аеростатичне напрямної та спосіб для його здійснення", патент України № 14905 А від 04 06 97 р ] рухомим елементом якої являється аеростатичний вузол 2 Переміщення аеростатичного вузла 2 здійснюються штовхачами 3 прямого і зворотного хода Штовхачі 3 і пристрій 4 управління штовхачами утворюють кроковий п'єзоелектричний двигун безударного переміщення ["П'єзоелектричний двигун", патент України № 36957 від 16 04 2001 р б 3] Пристрій 5 переміщення різця 6 по координаті "Y " включає (Фіг 1, 4) різцеву голівку 7 і пристрій 8 переміщення рухомого елемента 9 різцевої голівки 7 В порожнині рухомого елемента 9, що встановлений у корпусі 10 різцевої голівки 7, розташований вимірювальний стержень її, виконаний із матеріала з нульовим або малим коефіцієнтом ЛІНІЙНОГО розширення Оди кінець стержня 11 укручений у основу рухомого елемента 9, а для запобігання коливань в поперечному напрямку він утримується пружинними фіксаторами 12 На другому КІНЦІ вимірювального стержня 11 встановлений датчик 13 величини контрольного зазора 14, який утворений торцем різцеутримувача 15 і основою датчика 13 і служить для вдавлення і виміри ванни величини температурної деформації рухомого елемента 9 різцевої голівки 7 Причому різцеутримувач 15 укручений у рухомий елемент 9 В поперечному напрямку рухомий елемент 9 утримується радіальною аеростатичною опорою 16 з однією ЛІНІЄЮ піддува, яка виконана у корпусі 10 різцевої голівки 7 17 - випускні вікна газа опори 16, які визначають повздовжню довжину цієї опори 16 На рухомому елементі 9 закріплені стержні 18, які зв'язані з пневмоціліндрами 19 Пневмоціліндри 19 з постійною силою діють на рухомий елемент 9 в напрямку напівосі "Y" (Фіг 1) 20 - встановлені у корпусі 10 децентрируючі напівкільця, які служать для початкового зміщення рухомого 9 у газовому шарі радіальної аеростатичної опори 16 і створення високої початкової радіальної жорсткості рухомого елемента 9 19 52335 Пристрій 8 переміщення рухомого елемента 9 різцевої голівки 7 забезпечує на кожному j-му кроку мікропереміщення вершини різця 6 по розрахунковій траєкторії и переміщення по координаті "Y" на величину приросту AYe(j), а також фіксацію вершини різця на розрахунковій траєкторії після закінчення кожного j-ro крока мікропереміщення В склад пристрою 8 входять встановлені в корпусі 21 пристрою 8 втулка 22, в порожнині якої встановлений датчик 23 величини зазора приростів, і стакан 24 Між втулкою 22 і стаканом 24 встановлений п'єзостовп 25 переміщення рухомого елемента 9 різцевої голівки 7 Причому п'єзостовп 25 за допомогою пружин 26 і гвинтів 27 пружно стиснутий між втулкою 22 і стаканом 24 У дно стакана 24 укручений стержень 28, виготовлений із матеріала з малим або нульовим коефіцієнтом температурного розширення Другий кінець стержня 28 утворює з основою датчика 23 величини зазора приростів зазор 29 приростів По вимірюванням величини зазора приростів визначається приріст координати "Y" вершини різця Hajму кроку переміщення по розрахунковій траєкторії, величина температурної деформації втулки 22 і стакана 24, а також величина залишкової деформації п'єзостовпа 25 переміщення рухомого елемента різцевої голівки П'єзостовпи ЗО фіксації втулки встановлені в корпусі 21 пристрою і забезпечують фіксацію втулки 22 Між п'єзостовпами ЗО і втулкою 22 розташовані укладки 3 1 , а п'єзостовпи ЗО встановлені між укладками 31 і регулюючими гвинтами 32, укрученими у корпус 21 пристрою 8 Початкові величина зазора між втулкою 22 і укладками 31 встановляється цими гвинтами 32 П'єзостовпи фіксації стакана, як і п'єзостовпи ЗО фіксації втулки встановлені у корпусі 21 пристрою 8 Між п'єзоотовпами 33 і стаканом 2 також встановлені укладки 3 1 , а п'єзостовпи 33 фіксації стакана розташовані між укладками 31 і регулюючими гвинтами 32, укрученими у корпус 21 пристрою 8 Таким чином, наступні елементи пристрою 8 переміщення рухомого елемента 9 різцевої голівки 7 втулка 22, стакан 24, пружини 26 і гвинти 27, п'єзостовпи 25, ЗО, 33, укладки 31 і регулюючі гвинти 32 утворюють п'єзоелектричний двигун переміщення вершини різця 6 по координаті "Y" Пристрій переміщення вершини різця 6 по розрахунковій траєкторії включає також блок 34 управління пристроєм 8 переміщення рухомого елемента 9 різцевої голівки 7 і обчислювач 35 Обчислювач 35 представляє собою типову управляючу ЕОМ ['Мини и микро ЭВМ в управлении промышленными объектами", Л , Машиностроение, 1984 г ] , яка виконує наступні функції обробку даних, пуск і зупинку об'єкта управління, оптимізацію роботи об'єкта управління по прийнятому критерію, формування і видачу управляючих дій, ідентифікацію об'єктів управління Блок 34 управління пристроєм 8 переміщення рухомого елемента 9 різцевої голівки 7 включає наступні елементи Перший і другий коректуючи конденсатори 36 і 37, що зберігають незмінною постійну часу п'єзостовпа 25 переміщення рухомого елемента 9 різ 20 цевої голівки 7 незалежно від КІЛЬКОСТІ ЙОГО ДИСКІВ, що використовуються для переміщення При використанні двох дисків п'єзостовпа паралельно їм підключається конденсатор 36, при використанні чотирьох дисків - паралельно дискам підключається конденсатор 37 Вимірювач 38 величини зазора 29 приростів, який перетворює сигнал датчика 23 величини зазора приростів у сигнал, що відповідає величин зазора 29 приростів Перемикач 39 "автономний - точіння" служить для перемикання режимів роботи блока 34 Перемикач 40 "прямий - реверс" в положенні "прямий" забезпечує переміщення різця у напрямку напівосі "-Y", а в положенні "реверс" у напрямку напівосі "+Y" в автономному режимі роботи блока 34 управління пристроєм 8 переміщення рухомого елемента 9 Сигнал з вихода вимірювача 38 (в автономному режимі роботи блока 34) надходить на вхід порогового пристрою 4 1 , що визначає величину крока мікропереміщення вершини різця 6 по координаті "Y" в автономному режимі роботи блока 34 Величина крока мікропереміщення установлюється за допомогою регістра 42 установлення кода величини крока мікропереміщення різця 6 Підсилювач 43 порога служить для підвищення крутизни переднього фронта сигнала з вихода порогового пристою 41 Схема 44 "заморожування" пилки служить для зупину стакана 24 після його переміщення на встановлену величину крока мікропереміщення і короткочасного запам'ятовування напруги генератора пилки по сигналу підсилювача 43 на час, необхідний для фіксації стакана 24 Генератор 45 пилки забезпечує безударне переміщення рухомого елемента 9 Задаючій мультивібратор 46 забезпечує синхронізацію роботи блока 34 управління пристроєм 8 переміщення рухомого елемента 9 різцевої голівки 7 47 - джерело живлення задаючого мультивібратора 46 через перемикач 48 "безперервно увімк -вимк" Перемикач 49 "крок - безперервно" в положенні "безперервно" підключає до схеми блока 34 задаючій мультивібратор 46, а в положенні "крок" кнопкою 50 до схеми блока 34 підключається джерело 51 живлення Перший диференцируючйй ланцюжок 52 і дюдний обмежувач 53 початкового установлення тригера 54 фіксації втулки 22 і тригера 55 фіксації стакана 24, а також для забезпечення запуска генератора 45 пилки Одиничний вихід тригера 54 і одиничний вихід тригера 55 через перемикач 40 "прямий - реверс" у положенні "прямий" з'єднані з входам підсилювача 56 фіксації втулки і з входам підсилювача 57 фіксації стакана 24, ВІДПОВІДНО У положенні перемикача 40 "реверс" підсилювач 5? підключається до тригера 53, а підсилювач 56 до тригера 54 Третій комутатор 58 забезпечує надходження сигнала з дюдного обмежувача 53 у ланцюг запуска генератора 45 пилки при нульовому стані тригера 55 фіксації стакана 24 (при незафіксованому стакані 24) 22 21 52335 П'ятий ждучій блокінг-генератор 59 і другий приростів, що ступінчасте збільшується, в сигнал диференцируючій ланцюжок 60 забезпечують заякий збільшується по експоненті до величини витримку запуска генератора 45 пилки на час тривахідного сигнала цифро-аналогового перетворювалості імпульса п'ятого ждучого блокінг-генератора ча 78 кода приростів 59 відносно моменту часу фіксації втулки 22 Вихідний сигнал цифро-аналогового перетворювача 78 кода приростів надходить на вхід підДля фіксації стакана 24 установлення тригера силювача 80 координатної напруги "Y", вихід якого 55 фіксації стакана в одиничний стан сигналом з перемикачем 81 "увімк точіння - вимк" в половихода підсилювача 43 порога здійснюється по женні "увімк точіння" підключається до першого і ланцюгу третій диференцируючій ланцюжок 61, другого комутаторів 76 і 77 і до п'єзостовпа перенешвертируючйй вхід підсилювача 62 перемиканміщення 25 переміщення рухомого елемента 9 ня тригера 55 фіксації стакана 24, одиничний вхід тригера 55 фіксації стакана Регістр 82 управління комутаторами перемикає комутатори 76 і 77 у ВІДПОВІДНОСТІ З КОДОМ, ЩО Установлення тригера 54 фіксації втулки 22 у надходить з обчислювача 35 Так, якщо код регістнульовий стан для звільнення втулки 22 виконура (0, 0), перший і другий комутатори закриті Коється по ланцюгу підсилювач 62 перемикання ординатна напруга з підсилювача 80 надходить на тригера фіксації стакана перший ждучий блокінгдва з восьми дисків п'єзостовпа 25 У цьому випагенератор 63 і четвертий диференцируючій ландку паралельно цим двом дискам комутатори 76 і цюжок 64, и забезпечує затримку звільнення втул77 підключають перший коректуючий конденсатор ки 22 відносно фіксації стакана 24 на час тривало36 такої ЄМНІСТІ, що постійна часу двох дисків і сті імпульса першого ждучого блокінг - генератора коректуючого конденсатора дорівнює ПОСТІЙНІЙ 63, швертируючій вхід підсилювача 65 перемиканчасу пєзостовпа 25 Код ( 1 , 0 ) - відкритий перший ня тригера 54 фіксації втулки 22, нульовий вхід комутатор 76 і координатна напруга надходить на тригера 54 фіксації втулки 22 чотири диска п'єзостовпа 25 Перший комутатор 76 Зрив генератора 45 пилки і перемикання схепаралельно цим дискам підключає другий корекми 44 "заморожування" пилки здійснюється по латуючий конденсатор 37 для збереження постійної нцюгу вихід підсилювача 65 перемикання тригера часу Код (1, 1) - перший 7, і другий 77 комутатор фіксації втулки, другий ждучій блокінг-генератор відкриті Координатна напруга надходить на всі 66 і п'ятий диференцируючій ланцюжок 67, які задиски п'єзостовпа 25 Вимірювач 83 величини конбезпечують затримку зриву генератора 45 пилки і трольного зазора забезпечує вимірювання контроперемикання схеми 44 "заморожування" пилки льного зазора 14 (Фіг 4) по сигналу датчика 13 відносно звільнення втулки 22 на час тривалості величини контрольного зазора імпульса другого ждучого блокінг-генератора 66 Затримка встановлення в ноль схеми 44 "заЧетвертий комутатор 84 забезпечує зняття інморожування" пилки відносно моменту часу фіксаформації з аналого-цифрового перетворювача 85 ції втулки 22 здійснюється по ланцюгу п'ятий дивимірювача зазора приростів і з аналогоференцируючій ланцюжок 67, третій ждучий цифрового перетворювача 86 вимірювача контроблокінг - генератор 68 і шостий диференцируючій льного зазора тільки після відновлення початкової ланцюжок 69, які забезпечують затримку моменту величини зазора 29 приростів часу фіксації втулки 22 відносно установлення в Тригер 87 управління комутатором служить ноль схеми 44 "заморожування" пилки на час тридля перемикання комутатора 88 фіксації стакана валості імпульса третього блокінг-генератора 68, 24 по сигналам обчислювача 35 Комутатор 88 перший підсилювач 70, що забезпечує швертируфіксації стакана 24 забороняє відновлення зазора вання сигналів шостого диференцируючого лан29 приростів при роботі пристрою в режимі малих цюжка 69, одиничний вхід тригера 54 фіксації втуприростів лки Восьмий диференцируючій ланцюжок 89 виробляє короткий сигнал, що відкриває шостий коЧетвертий ЖДУЧІЙ блокінг-генератор 71 і мутатор 90 в момент закінчення чергового крока сьомий диференцируючій ланцюжок 72 призначені переміщення вершини різця по координаті "X" для затримки моменту часу звільнення стакана 2 відносно моменту часу фіксації втулки 22 Аналого-цифровий перетворювач 91 вимірювача крока переміщення рухомого елемента 2 ліДругий підсилювач 73 інвертирує сигнал сьонійної напрямної 1 перетворює у двійковий код мого диференцируючого ланцюжка 72, що надхоаналоговий сигнал, що відповідає величині крока дить на нульовий вхід тригера 55 фіксації стакана мікропереміщення, яки надходить з пристрою 4 24 управління штовхачами Підсилювач 74 пилки перемикачем 75 "увімк авт - вимк" в положенні "увімк авт" в автономП'ятий комутатор 92 забезпечує підключення ному режимі роботи блока 34, а також першим джерела 93 живлення до першого входу пристрою комутаторам 76 і другим комутатором 77 підклю4 управління штовхачами чається до дисків п'єзостовпа 25 переміщення руТригер 94 зупину рухомого елемента 2 (аерохомого элемента 9 статичного вузла 2) управляє проходженням сигнала зупину з пристрою 4 управління штовхачами Цифро - аналоговий перетворювач 78 кода через схему "І" 95 приростів координати "Y" служить для перетворення кодів напруг UQ), що надходять з обчислюТригер 96 включення живлення забезпечує вача 35 в аналоговий сигнал, які відповідають коду перемикання п'ятого комутатора 92 автоматично AYBQ) або за допомогою кнопки 97 "пуск", яка підключає джерело 98 живлення до одиночного входу тригеІнтегратор 79 служить для перетворення сигра 96 нала цифро-аналогового перетворювача 78 кода 23 52335 Крім того на кресленнях позначені 99 - шпиндельна опора, 100 -планшайба, 101 - станина, 102 - віброкомпенсуючі опори, 103 - пристрій суміщення вершини алмазного різця з віссю обертання вала аеростатичне шпиндельної опори, 104 - голка осі обертання вала аеростатичної шпиндельної опори, 105 - пристрій поперечного переміщення різцевої голівки Причому, перший коректуючій конденсатор 36 з'єднаний з дисками п'єзостовпа 25 переміщення рухомого елемента різцевої голівки і першим комутатором 76, другий коректуючій конденсатор 37 з'єднаний з дисками п'єзостовпа 25 переміщення рухомого елемента різцевої голівки і з першим комутатором 76, джерело 47 живлення перемикачем 48 "увімк безперервно - вимк" в положенні "увімк безперервно" з'єднано з задаючім мультивібратором 46, вихід задаючого мультивібратора 46 через перемикач 39 "автономний - точіння" в положенні "автономний" і перемикач 49 "крок безперервне" в положенні "безперервно" з'єднаний з входом першого диференцируючого ланцюжка 52, джерело 51 живлення через кнопку 50 "крок" і через перемикач 49 "крок - безперервна" в положенні "крок" з'єднаний з входом першого диференцируючого ланцюжка 52, ви хід першого диференцируючого ланцюжка 52 з'єднаний з входом дюдного межуважа 53 і з нульовим входом тригера 55 фіксації стакана 24, одиничний тригера 55 фіксації стакана через перемикач 40 "прямий реверс" , положенні "прямий" з'єднаний з входам підсилювача 57 фіксації стакана а вихід підсилювача 57 фіксації стакана з'єднаний з п'єзостовпом 33 фіксації стакана, а в положенні "реверс" з'єднаний з входом підсилювача 56 фіксації втулки, вихід підсилювача 56 фіксації втулки з'єднаний з п'єзостовпом ЗО фіксації втулки, нульовий вихід тригера 55 фіксації стакана з'єднаний з управляючім входам третього комутатора 58, вихід дюдного обмежувача 53 з'єднаний з сигнальним входом третього комутатора 58 і з одиничним входам тригера 54 фіксації втулки, одиничний вихід тригера 54 фіксації втулку через перемикач 39 "автономний - точіння" в положенні "автономний" з'єднаний з управляючім входом першого комутатора 76 і з управляючім входом другого комутатора 77, одиничний вихід тригера 54 фіксації втулки через перемикач 40 "прямий - реверс" в положенні "прямий" з'єднаний з входом підсилювача 56 фіксації втулки, а в положенні "реверс" з входам підсилювача 57 фіксації стакана, вихід третього комутатора 58 з'єднаний з входом п'ятого ждучого блокінггенератора 59, вихід п'ятого ждучого блокінг генератора 59 з'єднаний з входом другого диференцируючого ланцюжка 60, а його вихід з'єднаний з входам генератора 45 пилки, вихід генератора 45 пилки з'єднаний з входом схеми "заморожування" пилки, а її вихід з'єднаний з входам підсилювача 74 пилки, вихід підсилювача 74 пилки через перемикач 75 "увімк авт - вимк" в положенні "увімк авт" з'єднаний з дисками п'єзостовпа 25 переміщення рухомого елемента різцевої голівки і з сигнальними входами першого і другого комутаторів 76 і 77, виходи яких з'єднані з дисками п'єзостовпа 25 переміщення рухомого елемента різцевої голівки, датчик 23 величини зазора приростів з'єднаний 24 з входом вимірювача 38 величини зазора 29 приростів, вихід вимірювача 38 величини зазора приростів через перемикач 39 "автономний - точіння" в положенні "автономний" з'єднаний з входом порогового пристрою 41, вихід регістра 42 установлення кода величини крока переміщення вершини різця 6 з'єднаний з входам порогового пристрою 41, вихід порогового пристрою 41 з'єднаний з входам підсилювача 43 порога, а його вихід з'єднаний з першим входам схеми 44 "заморожування" пилки і з входам третього диференцируючого ланцюжка 61, а його вихід з'єднаний з нешвертируючім входом підсилювача 62 перемикання тригера фіксації стакана, вихід підсилювача 62 перемикання тригера фіксації стакана з'єднаний з одиничним входом тригера 55 фіксації стакана і з входом першого ждучого блокінг-генератора 63, а його вихід з'єднаний з входом четвертого диференцируючого ланцюжка 64, вихід якого з'єднаний з швертируючім входом підсилювача 65 перемикання тригера фіксації втулки, а його вихід з'єднаний з нульовим входам тригера 54 фіксації втулки і з входом другого ждучого блокінг - генератора 66,вихід другого ждучого блокінг - генератора 66 з'єднаний з входам п'ятого диференцируючого ланцюжка 67, вихід якого з'єднаний з входом генератора 45 пилки, другим входам схему "заморожування" пилки, з входом цифро-аналогового перетворювача 78 кода приростів, з входам інтегратора 79, з входом регістра 82 управління комутаторами і з входам третього ждучого блокінг-генератор 68, вихід якого з'єднаний з входом шостого диференцируючого ланцюжка 69, вихід шостого диференцируючого ланцюжка 69 з'єднаний з входом четвертого комутатора 84, вихід якого з'єднаний з входам аналогоцифрового перетворювача 85 вимірювача зазора приростів і з входом аналого-цифрового перетворювача 86 вимірювача контрольного зазора, вихід шостого диференцируючого ланцюжка 69 з'єднаний також з входом четвертого ждучого блокінггенератора 71 і з інвертируючім входом першого підсилювача 70, вихід першого підсилювача 70 з'єднаний з одиничним входе тригера 54 фіксації втулки і з входом третього комутатора 58, вихід четвертого ждучого блокінг-генератора 71 з'єднаний з входам сьомого диференцируючого ланцюжка 72, вихід якого з'єднаний з інвертируючім входом другого підсилювача 73, а його вихід з'єднаний з нульовим входом тригера 55 фіксації стакана, вихід вимірювача 38 величини зазора приростів через перемикач 39 "автономний - точіння" в положенні "точіння" з'єднаний з входом аналого - цифрового перетворювача 85 вимірювачазазора приростів, вихід якого з'єднаний з першим інформаційним входом обчислювача 35, датчик 13 величини контрольного зазора 14 з'єднаний з входом вимірювача 83 величини контрольного зазора, вихід якого з'єднаний з входом аналогоцифрового перетворювача 86 вимірювача контрольного зазора, а його вихід з'єднаний з другим інформаційним входом обчислювача 35, перший сигнальний вихід обчислювача 35 з'єднаний з нульовим входам тригера 87 управління комутаторам, другий сигнальний вихід обчислювача 35 з'єднаний з одиничним входом тригера 87 управління комутаторам, одиничний вихід тригера 87 25 управління комутатором з єднаний з управляючим входом комутатора 88 фіксації стакана, перший сигнальний вихід пристрою 4 управління штовханами з'єднаний з сигнальним входом комутатора 88 фіксації стакана, а його вихід з'єднаний з одиничним входом тригера 55 фіксації стакана і з входом першого ждучого блокінг - генератора 63, третій сигнальний вихід обчислювача 35 з'єднаний з управляючим входом четвертого комутатора 84, четвертий сигнальний вихід обчислювача 35 з'єднаний з другим управляючім входом інтегратора 79, п'ятий сигнальний вихід обчислювача 35 з'єднаний з другим сигнальним входом аналогоцифрового перетворювача 86 вимірювача контрольного зазора, шостий сигнальний вихід обчислювача 35 з'єднаний з другим сигнальним входом аналого-цифрового перетворювача 85 вимірювача зазора приростів, перший інформаційний вихід обчислювача 35 з'єднаний з входом цифроаналогового перетворювача 78 кода приростів, а його вихід з'єднаний з входом інтегратора 79, вихід інтегратора 79 з'єднаний з входом підсилювача 80 приростів, а його вихід через перемикач 81 "увімк точіння - вимк" в положенні "увімк точіння" з'єднаний з дисками п'єзостовпа 25 переміщення рухомого елемента різцевої голівки, з входом першого комутатора 76 і з входом другого комутатора 77, другий інформаційний вихід обчислювача 35 з'єднаний з входом регістра 82 управління комутаторами, перший вихід якого через перемикач 81 "увімк точіння - вимк" в положенні "увімк точіння" з'єднаний з входом першого комутатора 76, а други вихід через перемикач "увімк точіння вимк" в положенні "увімк точіння" з'єднаний з входом другого комутатора 77, перший сигнальний вихід пристрою 4 управління штовхачами з'єднаний з входам комутатора 88 фіксації стакана, другий сигнальний вихід пристрою управління штовхачами з'єднаний з входом восьмого диференцируючого ланцюжка 89, вихід якого з'єднаний з управляючім входом шостого комутатора 90, з входом аналого-цифрового перетворювача 91 крока мікропереміщення рухомого елемента напрямної і з входом обчислювача 35, четвертий сигнальний вихід пристрою 4 управління штовхачами з'єднаний з третім сигнальним входом аналого-цифрового перетворювача 85 вимірювача зазора приростів із входом обчислювача 35, п'ятий сигнальний вихід 4 пристрою управління штовхачами з'єднаний з нульовим входом тригера 96 включення живлення, а його шостий сигнальний вихід з'єднаний з першим входом схеми " І " 95, сьомий сигнальний вихід пристрою 4 управління штовхачами через перемикач 39 "автономний точіння" В положенні "точіння" І перемикач 49 "крок - безперервний" в положенні "крок" з'єднаний з входом першого диференцируючого ланцюжка 52, восьмий інформаційний вихід пристрою 4 управління штовхачами з'єднаний з входом аналогоцифрового перетворювача 91 вимірювача крока переміщення рухомого елемента лінійної напрямної, вихід якого з'єднаний з входом шостого комутатора 90, вихід шостого комутатора 90 з'єднаний з входом обчислювача 35, джерело 93 живлення з'єднано з входам п'ятого комутатора 92, вихід якого з'єднаний з першим входом пристрою 4 52335 26 управління штовхачами, сьомий сигнальний вихід обчислювача 35 з'єднаний з нульовим входам тригера 94 зупину рухомого елемента напрямної, нульовий вихід тригера 94 зупину рухомого елемента напрямної з'єднаний з другим входом схеми " І " 95, вихід якої з'єднаний з одиничним входам тригера 94 зупину і з нульовим входам тригера 96 включення живлення, одиничний вихід тригера 96 включення живлення з'єднаний з управляючім входом п'ятого комутатора 92, джерело 98 напруги через кнопку 97 "пуск" з'єднано з одиничним входом тригера 96 включення живлення, вихід обчислювача 35 з'єднаний з одиничним входом тригера 96 включення живлення, перший комутатор 76 з'єднаний з другим комутаторам 77, восьмий сигнальний вихід обчислювача 35 з'єднаний з входом аналого-цифрового перетворювача 91 вимірювача крока переміщення рухомого елемента напрямної і з входом шостого комутатора 90, дев'ятий і десятий виходи пристрою 4 управління штовхачами з'єднані з штовхачем 3 прямого хода, одинадцятий і дванадцятий виходи пристрою 4 управління штовхачами з'єднані з штовхачем 3 зворотного хода, другий вхід пристрою 4 управління штовхачами з'єднаний з штовхачем 3 прямого хода і з штовхачем 3 зворотного хода Спосіб, що заявляється, розглянемо на прикладі точіння сферичної дзеркальної поверхні радіуса Ri (Фіг 2) з радіусом R2 кола розкрива дзеркала Спосіб включає наступну ПОСЛІДОВНІСТЬ дій 1 Аеростатичний вузол 2 (рухомий елемент 2 лінійної напрямної 1) зміщують в положення, в якому вершина різця 6 по координаті "X" знаходиться у кінцевій Х к точці розрахункової траєкторії В даному прикладі реалізації способа кінцева точка розрахункової траєкторії по координаті "X" лежить на осі обертання вала аеростатичної шпиндельної опори 9 (Фіг 1) Тому вершину різця суміщують з віссю обертання вала цієї опори При обробці тіл обертання, симетричних відносно осі обертання, на осі обертання вала шпиндельної опори 99 може лежати початкова Х п точка розрахункової траєкторії по координаті "X" У цьому випадку суміщення вершини різця з віссю обертання вала є установленням її в початкову Х п точку розрахункової траєкторії по координаті "X" Суміщення вершини алмазного різця з віссю обертання вала виконують ся за допомогою пристрою суміщення вершини алмазного різця з віссю обертання вала опори 99 (див причинно - наслідковий зв'язок) Суміщення вершини полікристалічного або твердосплавного різця з віссю обертання вала виконується експериментально в два етапа в процесі точіння, наприклад, плоскої поверхні На першому етапі після кожного прохода різцем плоскої поверхні зміщують вершину різця до осі обертання вала на половину поперечного розміра основи, що залишився на плоскій поверхні припуска Досягають повного зняття припуска, що свідчить про проходження вершини різця 6 через ось обертання вала шпиндельної опори 99 На другому етапі фіксують положення різця в момент часу повного зняття припуска з поверхні і, отже, фіксують вершину різця 6 на осі обертання вала шпиндельної опори 99 2 Установлюють величину крока іти мікропе 27 52335 28 реміщення, з яким вершина різця 6 аеростатичним Дисперсія такої оцінки = а в И м к /п , Де вузлом 2 переміщується із кінцевого положення по а испе СІЯ координаті "X" в початкове положення на величину вимк ' Д Р погрішності вимірювання кінцерадіуса розкрива F 2 = Х п - Хк, де Хк = 0 - координа? вої величини зазора мікропереміщень та "X" осі обертання вала в системі координат Тоді оцінка I^-J(J) j-ro крока мікропереміщення XOY( у Якщо нерівність не виконується, наведені вище дії по невиконанню цієї нерівності повторюють до того, коли перед початком j = (q * г + k) крока мікропереміщення ця нерівність буде виконана Тоді в момент часу закінчення j = (q * г + k) крока мікропереміщення "п" разів вимірюють кінцеве значення W ^ (q • г + k, n) зазора 29 приростів і отримують його оцінку \$j!jp) (q • r + k) ють координату "Y" нал з п'єзостовпа Фіксу вершини різця Знімають сиг25 переміщення елемента 9 і відновлюють приростів Розраховують величину рухомого зазора 29 приріст координати "Y" вер шини різця на "к" кроках мікропереміщень ^ ^ ^ r + 1) (42) В момент часу відновлення зазора из приростів після закінчення j = (q * г + k), крока мікропереміщень "її" разів вимірюють величину зазора 29 приростів значення / 36 На j = q динаті "Y" W n '°' (q • г + k, n) і отримують оцінку \ ^ p ' ( q - r + k) Обчислюють величину лінійної деформації рухових еле ментів пристрою 8 переміщення рухомого елемента 9 різцевої голівки 7 на "к" кроках мікропереміщень A W n p ( q - r + k) = w ( ° ) ( q - r + k ) - W ^ ) ( q - r + 1) (43) Одночасно з вимірюванням зазора приростів "п" разів вимірюють величину контрольного зазора 14 W k f q • г + k, n) , отримують його оцінку ^ ( q - r + k) і обчислюють величину температурної деформації рухомого елемента 9 різцевої голівки 7 AW k (q • г + k) = W k (q • r + k) - W k (q • r) e (44) Розраховують еталонну AY B (q-r + k) величину приросту координати "Y" вершини різця і величину відхилення вершини різця 6 від розрахункової траєкторії координати "у" на "к" кроках 37 52335 мікропереміщень AW K o p (q-r + k) = / +AW k (q-r + k) (45) коректують величину приросту UYe(q * г + k + 1) координати "Y" вершини різця на j = (q * г + k + 1) крок мікропереміщення Ay в К 0 Р (q - г + k +1) = Ду в (q • г + k +1) + +AW K o p (q-r + k) (46) Ha j = (q * r + k + 1) кроку мікропереміщень координат "Y" вершини різця задають приріст дYg кор (q • г + k +1) і запобігають накопиченню погрішності положення вершини різця 6 на розрахунковій траєкторії Перевіряють виконання нерівності Якщо ця нерівність не виконується, виконуються дії по невиконаних цієї нерівності Необхідність цих дій полягає у наступному Як відомо [Гриневич Б "Измерительные компенсационно-мостовые устройства с емкостными датчиками" - Киев, Наукова Думка, 1987 г ] середньоквадратична погрішність вимірювання мікропереміщення складає (0,1 - 0,01)% По мірі наближення вершини різця до осі обертання вада шпиндельної опори 99 величина приросту UYB(j) становиться сумірна з овтл Тому для зменшення погрішності вимірювання мікропереміщення вимірюють приріст координати "Y" вершини різця за "к" кроків мікропереміщень, коли вимірювач забезпечує максимальну точність 16 В процесі точіння після закінчення кожного j-ro крока мікропереміщення вершини різця 6 по координаті "X" і отримання оцінки її поточного переміщення обчислюють відстань Д^2 вершини різця від кінцеве Хк точки розрахункової траєкторії A^2=R2-^J) (47) Якщо після j - 2 кроків мікропереміщень 2 т > Д^2 > т , де j - КІЛЬКІСТЬ кроків мікропереміщень вершини різця по координаті "X" за яке вона переміщується із початкової в кінцеву точку розрахункової траєкторії, що включає і останній неповний крок, на j - 1 кроку мікро переміщення вершині різця задають скоректовану величину приросту, фіксують вершину різця на розрахунковій траєкторії і відновлюють величину зазора 29 приростів Якщо після j - 1 кроків мікропереміщень m > Д^і > 0, на j-му кроку мікропереміщення вершині різця задають задають величину приросту AY(j) і фіксують вершину різця на розрахунковій траєкторії Роботу пристрою переміщення вершини різця по розрахунковій траєкторії розглянемо починаючі з роботи блока 34 управління пристроєм переміщення рухомого елемента різцевої голівки в режимі роботи "автономний" Режим роботи блока 34 38 автономний дозволяє оператору в процесі підготовки до точіння, наприклад, при установленні вершини різця в початкову точку розрахункової траєкторії Yn, по координаті "Y" безперервно або покроково переміщати різець по осі "Y" системе координат XOY Для перемикання блока 34 в режим роботи "автономний" перемикач 39 "автономний -точіння" установлюють в положення "автономний" В результаті задаючій мультівібратор 46 через перемикач 49 "крок - безперервна в положенні "безперервний" підключають до входа першого диференцируючого ланцюжка 52, одиничний вихід тригера 54 фіксації втулки підключають к управляючім входам першого і другого комутаторів 76 і 77, а вихід вимірювача 38 величини зазора приростів перемикачем 39 "автономний точіння" підключається до порогового пристрою 41 Перемикач 75 "Увімк автономний - вимк" установлюють в положення "Увімк автономний", а перемикач 81 "Увімк точіння - вимк" устанавлюють в положення "вимк" В результаті до п'єзостовпа 25 переміщення рухомого елемента 9 підключають підсилювач 74 пилки відключають від нього підсилювач 80 координатної напруги "Y" Для переміщення різця 6 у напрямку напівосі "Y" перемикач 40 "прямий - реверс" установлюють в положення "прямий" В положенні "прямий" вхід підсилювача 56 фіксації втулки 22 підключають до одиничного входа тригера 54 фіксації втулки, а вихід підсилювача 57 фіксації отака на 24 підключається до одиничного входа тригера 55 фіксації стакана Цим же перемикачем вихід вимірювача 38 зазора приростів через перемикач 39 "автономний точіння" В положенні "автономний" подключают до входа порогового пристрою 41 Ітак, блок 34 управління пристроєм 8 переміщення рухомого елемента 9 різцевої голівки 7 в режимі роботи "автономний" забезпечує безперервне крокове або покрокове переміщення різця 6 по координаті "Y" Для безперервного крокового переміщення за допомогою перемикача 49 "крок безперервний" в положенні "безперервний" вихід задаючого мультивібратора 46 підключають до входа першого диференцируючого ланцюжка 52 При покроковому переміщенні різця 6 до входа першого диференцируючого ланцюжка 52 натисненням кнопки 50 "крок" підключають джерело 51 постійної напруги В режимі роботи "автономний" при безперервном кроковом переміщенні різця 6 по координаті "Y" блок 34 працює наступним способом Перемикачем 48 "Увімк безперервно - вимк" подають живлення на задаючій мультивібратор 46 Мультивібратор 46 генерує прямокутні імпульси, які через перемикач 39 "автономний - точіння" і перемикач "крок - безперервний" в положенні "безперервний" надходять на вхід першого диференцируючого ланцюжка 52, з вихода якого продиференцировані імпульси надходять на нульовий вхід тригера 55 фіксації стакана Першим позитивним імпульсом, що надходить на вхід тригера 55 фіксації стакана, він установлюються у вихідний (нульовий) стан З вихода першого диференцируючого ланцю 39 52335 жка 52 продиференцировані імпульси надходять також на вхід дюдного обмежувача 53, з вихода якого позитивні імпульси надходять на одиничний вхід тригера 54 фіксації втулки Високий потенціал з вихода тригера 54 фіксації втулки через перемикач 39 "автономний - точіння" відкриває перший і другий комутатори 76 і 77 Вихід підсилювача 74 пилки підключається до п'єзостовпа 25 переміщення рухомого елемента 9 різцевої голівки 7 Крім того, високий потенціал з одиничного вихода тригера 54 фіксації втулки через перемикач "прямий - реверс" в положенні прямий надходить на вхід підсилювача 56 фіксації втулки, а з його вихода на п'єзостовпи ЗО фіксації втулки П'єзостовпи ЗО подовжуються, переміщують укладки 31 і фіксують положення втулки 22 З вихода дюдного обмежувача 53 позитивні імпульси через третій комутатор 58, що відкритий високим потенціалом, який надходить на його управляючій вхід з нульового вихода тригера 55 фіксації стакана, надходять також на запуск п'ятого ждучого блокінг - генератора 59 Вихідний імпульс п'ятого ждучого блокінг-генератора 59 надходять на другий диференцируючій ланцюжок 60, сигнал якого, що збігається з заднім фронтам імпульса п'ятого ждучого блокінг-генератора 59, здійснює запуск генератора 45 пилки Пилкоподібна напруга з вихода генератора 45 пилки через схему 44 "заморожування" пилки надходить на нешвертируючій вхід підсилювача 74 пилки і далі через перемикач 75 "Увімк автономний - вимк" в положенні "Увімк автономний" надходить на п'єзостовп 25 переміщення рухомого елемента різцевої голівки Різець 6 без ударно по мірі зростання напруги пилки переміщується по координаті "Y" Величина зазора 29 приростів збільшується Причому, початок переміщення різця запізнюється на час тривалості імпульса п'ятого ждучого блокінггенератора 59 відносно моменту часу фіксації втулки 22, що забезпечує и надійну фіксацію до момента часа початка переміщення Сигнал датчика 23 величини зазора приростів вимірювачем 38 зазора приростів перетворюється в напругу, що відповідає величині зазора 29 приростів, яка через перемикач 39 "автономний - точіння" в положенні "автономний" надходить на вхід порогового пристрою 41 Величину порога установлюють за допомогою регістра 42 установлення кода величини крок мікропереміщення різця 6 В момент часа перевищення сигналом вимірювача 38 зазора прирості установленої величини порога сигнал з вихода порогового пристрою 41 надходить на вхід підсилювача 43 порога, а з його вихода надходить на схему 44 "заморожування" пилки В результаті ця схема переводиться в режим пам'яті напруги пилки Крім того, сигнал з вихода підсилювача порога надходить на вхід третього диференцируючого ланцюжка 61 3 вихода третього диференцируючого ланцюжка 61 імпульс, який збігається з переднім фронтам сигнала підсилювача 43 порога надходить на вхід підсилювача 62 перемикання тригера фіксації стакана, а з його вихода на ходить на одиничний вхід тригера 55 фіксації стакана і установлює йог в одиничний стан Високий потенціал з одиничного вихода тригера 55 фіксації стакана через перемикач 40 "пря 40 мий - реверс" в положенні "прями надходить на вхід підсилювача 57 фіксації стакана, а з його вихода - п'єзостовпи 33 фіксації стакана Фіксується чергове положення вершини різця 6 З вихода підсилювача 62 перемикання тригера фіксації стакана сигнал також надходить на запуск першого ждучого блокінг-генератора 63 вихідний імпульс якого диференцирується четвертим диференцируючім ланцюжком 64 Імпульс з вихода четвертого диференцируючого ланцюжка 64, який збігається з заднім фронтом імпульса першого блокінг-генератора 63, підсилюються підсилювачем 65 перемикання тригера фіксації втулки, надходить на нульовий вхід тригера 54 фіксації втулки і установлює його в нульовий стан В результаті з підсилювача 56 фіксації втулки знімається високий потенціал Фіксація втулки припиняється з затримкою на час тривалості імпульса першого ждучого блокінг-генератора 63 відносно момента часа фіксації стакана 24 Сигнал з вихода підсилювача 65 перемикання тригера фіксації втулки надходить також на запуск другого ждучого блокінг-генератора 66, вихідний імпульс якого надходить на вхід п'ятого диференцируючого ланцюжка 67, вихідним імпульси якого, що збігається з заднім фронтом імпульса другого блокінг-генератора 66, викликається зрив генератора 45 пилки і скид схеми 44 "заморожування" пилки Напруга на виході схеми 44 "заморожування" пилки становиться рівною нулю П'єзостовп 25 скорочується і підтягує втулку 22, яка до моменту часа вже не фіксується і підтягується до стакана 24 Скид схеми 44 "заморожування" пилки здійснюється на час тривалості імпульса першого ждучого блокінг-генератора 63 відносно фіксації втулки 22 Імпульси з п'ятого диференцируючого ланцюжка 67 надходять також на вхід третього ждучого блокінг-генератора 68, запуск якого здійснюється імпульсом, який збігається з заднім фронтом імпульса першого ждучого блокінг-генератора 66 Імпульс третього ждучого блокінг-генератора 68 диференцирується шостим диференцируючім ланцюжком 69 і надходить на швертируючій вхід другого підсилювача 73, з вихода якого підсилені імпульси надходять на одиночний вхід тригера 54 фіксації втулки і на вхід третього комутатора 58 Тригер 54 фіксації втулки установлюється в одиничний стан Високий потенціал з одиничного вихода тригера 54 фіксації втулки надходить на підсилювач 56 фіксації втулки В результаті фіксується нове положення втулки 22 Сигнал з вихода другого підсилювача 73 через третій комутатор 58 на запуск генератора 45 пилки не надходить, так як тригер 55 фіксації стакана знаходиться в одиночному стані Імпульсом шостого диференцируючого ланцюжка 69, який збігається з заднім фронтом імпульса третього ждучого блокінг-генератора 68, запускається також четвертий ждучій блокінггенератор 71, імпульс якого диференцирується сьомим диференцируючим ланцюжком 72, вихід якого з'єднаний з інвертируючим входом першого підсилювача 70 Імпульс з ви хода першого підсилювача 70, який збігається з заднім фронтом їм 42 41 52335 пульс четвертого ждучого блокінг-генератора 71, підключають до п'єзостовпа 25 переміщення рухоустановлює тригер 55 фіксації стакана в нульовий мого елемента 9 і до входів комутаторів 76 і 77, а стан В результаті знімається високий потенціал з до сигнальних входив цих комутаторів підключапідсилювача 57 фіксації стакана Фіксація стакана ють регистр 82 управління комутаторами 24 припиняється Блок 34 готовий до переміщення Після виконаних установок початкова установрізця 6 на чергову дискрету мікропереміщення по ка тригера 54 фіксаці втулки учиняється по передкоординаті "Y" по черговому імпульсу задаючого ньому фронту імпульса задаючого мультивібратомультивібратора 46 ра пристрою 4 управління штовхачами Крім того, так як вимірювач 38 відключений від порогового Для переміщення різця по крокам за допомопристрою 41, сигнали перемикання тригер 55 фікгою кнопки 50 "крок" перемикач "крок - безперервсації стакана і тригера 54 фіксації втулки формуний" установлюють в положення "крок" При натисються по сигнал пристрою 4 управління штовхаканні кнопки "крок" на вході першого чами, що виробляється цим пристроєм в момент диферецируючого ланцюжка 52 виникає стрибок часа закінчення кожного мікропереміщення вернапруги, який дорівнює напруги джерела 51, яке шини різця по координаті "X" і який надходить з імітує імпульс задаючого мультивібратора 46 В першого вихода пристрою 4 результаті різець перемістить ся на один крок, величина якого визначається величиною порога Перемикач "пряме - реверс" пристрою 4 порогового пристрою 41 Робота блока 34 при управління штовхачами установлюють в положенцьому не відрізняється від описаної вища по імпуня "пряме", а перемикач "безперервно - цикл" льсу задаючого блокінг-генератора 46 установлюють в положення "цикл" Для переміщення різця 6 в автономному реВ пам'ять обчислювача 35 уводять величину жимі в зворотному напрямку (в напрямку напівосі "г" штервала корекції положення вершини різця на "+Y") перемикач "прямий - реверс" установлюють в розрахунковій траєкторії і величину крока " т " мікположення "реверс" В результаті до тригера 54 ропереміщення вершини різця по координаті "X" фіксації втулки буде підключений підсилювач 57 До початку точіння в пам'яті обчислювача формуфіксації стакана, а до тригера 55 фіксації стакана ють масис приростів UYB(j), j = 1, 2, 3, координати буде підключений підсилювач 56 фіксації втулки В "Y" вершини різця на дискретах и переміщення по результаті стакан 24 буде підтягуватися до втулки координаті "X" Вершину різця установлюють в 22 початкову точку розрахункової траєкторії з координатами (Хп, Yn) Робота пристрою переміщення вершини різця по розрахунковій траєкторії в процесі точіння З пульта управління обчислювача 35 виконуПеред початком роботи пристрою переміщенють пуск підпрограми "точіння" У ВІДПОВІДНОСТІ З ня вершини різця 6 по розрахунковій траєкторії алгоритмом роботи підпрограми обчислювач п виконують наступні подготовчи операції Блок 34 разів опитує аналого-цифровий перетворювач 85 управління пристроєм 8 переміщенням рухомого (АЦП 85) вимірювача 38 зазора 29 приростів і АЦП елемента 9 різцевої голівки 7 переводять в режим 86 вимірювача контрольного зазора 14 ДВІЙКОВІ "точіння" ДЛЯ перевода блока 34 в режим роботи коди початкового значення величини зазора 29 "точіння" перемикач 75 "Увімк автономний - вимк" приростів W np (0, п) і контрольного зазора Wk (0, n) установлюють в положення "вимк" і відключають надходять на ВХІДНІ регістри обчислювача 35 і пепідсилювач 74 пилки від п'єзостовпа 25 переміресилаються в його пам'ять Обчислюються оцінки щення рухомого елемента 9 і від першого і другого Wnp(0) і Wk(0) Крім того обчислювач 35 видає сигкомутаторів 76 і 77 нал на одиничний вхід тригера 87 управління комутатором 88 фіксації стакана 24 блока 34 ВисоПеремикач 48 "Увімк безперервно - вимк" кий потенціал з одиничного вихода тригера 87 установлюють в положення "вимк" і знімають науправління комутатором надходять на управляюпругу з задаючого мультивібратора 46 Робота чій вхід комутатора 88 фіксації стакана Тепер блока 34 буде синхронізуватися задаючім мультиуправління тригером 54 фіксації втулки і тригером вібратором пристрою 4 управління штовхачами 55 фіксації стакана здійснюється сигналами закінПеремикач 39 "автономний - точіння" установчення мікропереміщення рухомого елемента 2 люють в положення "точіння" В результаті одини(аеростатичного вузла 2) пристрою 4 управління чний вихід тригера 54 фіксації втулки відключаєтьштовхачами, які виробляються цим пристроєм в ся від управляючих входів першого і другого момент часа закінчення кожного мікропереміщенкомутаторів 76 і 77, а до входа першого диферення і які надходять з першего вихода цього прицируючого ланцюжка 52 через перемикач "крок строя через комутатор 88 Перемикач "безперервбезперервний в положенні "безперервний" з сьоно - цикл" пристроя 4 управління штовхачами мого вихода пристрою 4 управління штовхачами установлюють в положення "безперервно" В репідключають задаючій мультивібратор при строю 4 зультаті штовхачами 3 аеростатичний вузол 2 поуправління штовхачами, що забезпечує синхронічинає переміщуватися із початкового положення зацію переміщень вершини різця по координаті "X" до ВІСІ обертання вала з установленим кроком з переміщенням цієї вершини по координаті "Y" по мікропереміщення "т" Напруги для прикріплення циклам переміщення Цим перемикачем вимірюштовхачів і переміщення ними рухомого елемента вач 38 величини зазора приростів підключається 2 надходять на штовхачі 3 з 2 -ь 12 виходів придо входа аналого-цифрового перетворювача 85 строю 4 управління штовхачами 3 випередженвимірювача зазорів приростів ням відносно початка першого крока мікропереміПеремикач 81 "Увімк точіння - вимк" установщення сигнал "початок цикла" з третього вихода люють в положення "Увімк ТОЧІННЯ" В результаті пристроя 4 управління штовхачами надходить в вихід підсилювача 80 координатної напруги "У" 43 52335 обчислювач 35 По цьому сигналу на вихідний регістр приростів координати "Y" обчислювача 35 із масива приростів UYB(j) злічується величина приросту координати "Y" вершини різця 6 AYB(1) на першому кроку мікропереміщення вузла 2, а на вихідний регістр управління комутаторами обчислювача 35 програмне формується код (1, 1) В момент часа початка першого мікропереміщення сигнал початка мікропереміщення з четвертого вихода пристрой 4 управління штовхачами надходить в обчислювач 35 По цьому сигналу код (1, 1) з виходного регістра управління комутаторами обчислювача 35 пересилається в регістр 82 управління комутаторами В результаті відкриваються перший і другий комутатори 76 і 77 Всі диски п'єзостовпа 25 підключаються до підсилювача 80 приростів По цьому сигналу крім того код напруги U(l), що відповідає UYB(I) з виходного регістра приростів координати "Y" обчислювача 35 пересилається в цифро-аналоговий перетворювач 78 /ЦАП 78/ кода приростів координати "Y" Напруга з ЦАП 78 кода приростів, яка відповідає приросту координати "Y" на першому кроку мікропереміщення вершини різця по координаті "X", надходить на вхід інтегратора 79 Вихідна напруга інтегратора 79 збільшується по експоненті до величини вихідної напруги ЦАП 78 і надходить на вхід підсилювача 80 приростів, а з його вихода надходить на п'єзостовп 25 переміщення рухомого елемента 9 різцевої голівки 7 Вершина різця 6 за час тривалості крока мікропереміщення вузла 2 переміщується по координаті "Y" на величину UYB(I) В момент часа закінчення першого крока мікропереміщення з другого вихода пристроя 4 управління штовхачами на восьмий диференцируючий ланцюжок 89 (ДЛ 89) надходить негативний імпульс, передній фронт якого збігається з сигналом закінчення крока мікропереміщення З вихода восьмого ДЛ 89 короткий імпульс, який відповідає моменту часа зупину вузла 2, надходить в обчислювач 35 По цьому сигналу обчислювач 35 видає сигнал на інтегратор 79, який відключає вхід інтегратора 79 від ЦАП 78 кода приростів і перемикає інтегратор 79 в режим пам'яті Вихідна напруга інтегратора залишається незмінною В момент зупину вузла 2 після першого крока мікропереміщення з першого вихода пристроя 4 управління штовхачами через комутатор 88 фіксації стакана позитивний імпульс надходить на одиничний вхід тригера 55 фіксації стакана і на вхід першого ждучого блокінг-генератора 63 В результаті фіксується положення стакана 24 3 затримкой у часі відносно фіксації стакана установлюється в ноль тригер 54 фіксації втулки В результаті звільнюється втулка 22 3 затримкой у часі відносно звільнення втулки 22 сигнал з п'ятого ДП 67 установлює в ноль регістр 82 управління комутаторами, ЦАП 78 кода приростів і інтегратор 79 Крім того інтегратор 79 цим сигналом перемикається в режим штегрирування П'єзостовп 25 підтягує втулку 22 3 затримкою в часі відносно переміщення втулки 22 в нове положення тригер 54 фіксації втулки установлюється в одиничний стан і фіксує нове положення втулки 22 3 затримкой в часі відносно фіксації втулки 22 установлюються в ноль 44 тригер 55 фіксації стакана Стакан 24 звільнюється Пристрій 8 управління переміщенням рухомого елемента 9 різцевої голівки 7 установлюється в вихідний стан В результаті вершина різця 6 по координаті "X" переміститься на крок "т", а її координата "Y" отримає приріст AYB(1) З випередженням відносно початка другого крока мікропереміщення вершини різця по координаті "X" сигнал "початок цикла" з пристрою 4 управління штовхачами надходить в обчислювач 35 По цьому сигналу перед початком другого крока (а далі перед кожним j-им кроком) мікропереміщення із масива приростів UYB(j) злічується j-й, а в даному випадку другий елемент мисива приростів UYB(2) і перший елемент масива AYB(1) Обчислюється відношення AYB(1) / AYB(2) (на наступних кроках UYB(1)) / AYB(j)) і із співвідношення (15) визначається "к" ЯКЩО к = 1, код величини приросту не змінюється Якщо k = 2 розраховується величина напруги U(2), яка забезпечує приріст Дув(2) при подачі її на половину дисків п'єзостовпа 25, а на регістр 82 кода управління комутаторами формується код (0, 1) Таким образам сигнал на виході ЦАП 78 кода приростів збільшується у два раза В момент часа початка другого мікропереміщення (і наступних) сигнал початка переміщення надходить в обчислювач 35 (з четвертого входа пристрой 4 управління штовхачами) По цьому сигналу код (0, 1) з регістра обчислювача 35 пересилається на регістр 82 управління комутаторами В результаті перший комутатор 76 відкривається, а другий комутатор 77 залишається закритим До підсилювача 80 приростів "Y" підключається половина дисків п'єзостовпа 25 переміщення рухомого елемента 9 По цьому же сигналу код U(2), що відповідає UYB(2)3 регістра обчислювача 35 пересилається в ЦАП 78 кода приростів "Y", напруга з вихода якого, що відповідає AYB(2) надходить на вхід інтегратора 79 3 вихода інтегратора 79 сигнал надходить на вхід підсилювача 80 приростів, а з його вихода на половину дисків п'єзостовпа 25 переміщення рухомого елемента 9 Вершина різця 6 за час тривалості крока мікропереміщення переміститься по координаті "Y" на величину AYB(2) В наведеному прикладі комутації дисків п'єзостовпа 25 мінімальне число дисків, яке може бути підключене до підсилювача 80 приростів дорівнює одному із восьми Тому, якщо k £ 8, незалежно від величини "к" вихідний сигнал підсилювача 80 приростів буде надходити на один диск п'єзостовпа 25 Робота пристрою на наступних кроках не відрізняється від описаної вище роботи пристрой на першому кроку переміщення вершини різця по розрахунковій траєкторії Паралельно з діями, які забезпечують на кожному кроку мікропереміщення вершини різця 6 по координаті "X" приріст координати "У" вершини різця на розрахункову величину пристроєм переміщення вершини різця по розрахунковій траєкторії виконуються дії, які забезпечують корекцію положення вершини різця на розрахунковій траєкторії з заданим інтервалом корекції Q Розглянемо роботу пристрою на першому (q = 1) інтервалі корекції або інакше на перших "r" Q = 45 52335 1, 2, 3, ,г) кроках мікропереміщень вершини різця по координаті "X" Як було вище зазначено, робота пристрою переміщення вершини різця по розрахунковій траєкторії починається з надходження в обчислювач 35 сигнала "початок цикла" з третього вихода пристроя 4 управління штовхачами Вихідна напруга вимірювача крона мікропереміщення рухомого з восьмого вихода пристроя 4 елемента 2 (вузла 2) з восьмого вихода пристроя 4 по сигналам обчислювача 35 АЦП 91 перетворюється у двійковий код Двійковий КОД початкового значення величини зазора Z n (1) мікропереміщення аеростатичного вузла 2 через комутатор 90 надходить на вхідний регістр кода вимірювача крока мікропереміщення рухомого елемента 2 (вузла 2) обчислювача 35 Цей же сигнал у якості сигнала опитування надходить в АЦП 85 вимірювача зазора приростів По сигналу "початок цикла" обчислювач 35 додатково (п - 1) разів опитує АЦП 85 Початкове значення W^p'(1,n) зазора 29 приростів (п -1) раз надходять на вхідний регістр обчислювача Обчислюється оцінка W^p'(1) початкового значення зазора приростів 29 В момент часа закінчення першого крока мікропереміщення вершини різця по координаті "X" з другого вихода пристрою 4 управління штовхачами на восьмий диференцируючий ланцюжок 89 надходить негативний імпульс кінця мікропереміщення (зупина) вузла 2 3 вихода восьмого диференцируючого ланцюжка 89 імпульс, який збігається з переднім фронтом входного сигнала, надходить на запуск АЦП 9 1 , відкриває шостий комутатор 90, надходить на запуск АЦП 85 і в якості сигнала "кінцевий зазор" надходить в обчислювач 35 Крім того, для організації корекції положення вершини різця на розрахунковій траєкторії з момента часа пуска підпрограми "точіння" програмний лічильник обчислювача 35 підраховує число сигналів зупину рухомого елемента 2 В результаті код кінцевого значення зазора величини мікропереміщення рухомого елемента 2 Zk(1) надходить в обчислювач 35 Двійковий КОД кінцевого значення зазора приростів W^p'(1) величини в АЦП 85 вимірювача зазора приростів також надходить в обчислювач 35 По сигналу "кінцевий зазор" обчислювач 35 додатково (п - 1) раз опитує АЦП 85 вимірювача зазора приростів і обчислює його оцінку W^(1) Розраховується величина першого крока мікропереміщення вершини різця по координаті,"X" (датчики крока мікропереміщення встановлені в штовхачах 3 і з'єднані з другим входом пристрою 4 управління штовхачами) m(1) = Z k ( 1 ) - Z n ( 1 ) і виконується оцінювання крока мікропереміщення ™0) вершини різця 6 лінійним дискретним фільтром Калмана Обчислюється величина приросту координати "Y" вершини різця на першому кроку 46 Вміст лічильника сигналів зупину вузла 2 порівнюється з числом "г" (г - число кроків мікропереміщень, що складають інтервал корекції} Якщо порівняння не відбулося (r t 1), на черговому кроку мікропераміщення вузла 2 по сигналу "початок цикла" з третього вихода пристроя 4 управління штовхачами виконуються наведені вище дії Нехай вершина різця 6 по координаті "X" перемістилася на "г" перших кроків (на величину першого інтервала корекції} В момент часа закінчення "г" крока мікропереміщення вершини різця вміст лічильника сигналів зупину рухомого елемента 2 (вузла 2) дорівнює числу "г" При порівнянні вмісту лічильника з числам "г" підпрограма формує дозволяючій сигнал на вхід управління четвертого комутатора 84 Сигнал з вихода шостого диференцируючого ланцюжка 69, затриманий на час тривалості імпульса третього ждучого блокінггенератора 68 відносно сигнала установлення в ноль інтегратора 79, сигналам з вихода п'ятого ДЛ 67 через четвертий комутатор 84 надходить в якості сигнала опитування в АЦП 85 вимірювача зазора приростів і в АЦП 86 вимірювача контрольного зазора* Так як при установленні в ноль інтегратора 79 відновляється початкова величина зазора 29 приростів на вхідний регістр кода зазора приростів обчислювача 35 надходить код "н початкової величини зазора приростів після закінчення r-го крока мікропереміщення (після переміщення вершини різця 6 на величину першого інтервала корекції по координаті "X") З АЦП 86 вимірювача контрольного зазора на вхідний регістр кода контрольного зазора обчислювача 35 надходить код Wk(q = 1) контрольного зазора По цьому же сигналу обчислювач 35 додатково (п - 1) раз опитує АЦП 85 вимірювача зазора приростів і АЦП 86 величини контрольного зазора Обчислюються їх оцінки W ^ p ' ( q = 1 ) , розраховується величина переміщення вершини різця по координаті "X" за "г" кроків на першому інтервалі корекції x B ( r ) = ^ r - 1 ) + m(j = r) і оцінюється ЛІНІЙНИМ дискретним фільтром Каймана По отриманій оцінки ^ ( q = i ) розраховується координата "Y" вершини різця після м переміщення на величину першого інтервали, корекції у ВІДПОВІДНОСТІ з (18) і еталонний приріст координати "Y" на першому інтервалі корекції у ВІДПОВІДНОСТІ з (19) Розраховується приріст координати "Y" на першому інтервалі корекції по вимірюванням (оцінкам) зазора 29 приростів у ВІДПОВІДНОСТІ З (21) і величина лінійної деформації рухомих елементів (втулки 22 і стакана 24) пристрою 8 переміщення рухомого елемента 9 різцевої голівки 7 у ВІДПОВІДНОСТІ з (22), а також величина температурної деформації рухомого елемента 9 у ВІДПОВІДНОСТІ З (23) Розраховується відхилення вершини різця 6 від розрахункової траєкторії на першому інтервалі корекції у ВІДПОВІДНОСТІ з (24) Коректується величина приросту UYB(r + 1) на j = г + 1 крок мікропе 47 52335 48 "Y" обчислювача 35 пересилається в ЦАП 78 кода приростів, з вихода якого напруга, що відповідає Крім того, величина приросту ДУв Кор (г + 1) подускор ^ q . r + i ^ надходить на вхід інтегратора 79, рівнюється з пороговим значенням мінімального а з його вихода на вхід підсилювача 80 приростів приросту координати "Y" вершини різця 6 Якщо Вершина різця за час тривалості крона перемі1)>у, щення вершини різця по координаті "X" переміс' " підпрограма переміщення вертиться по координаті ДУд Кор (q-r + 1) шини різця, що розглядається, не змінюється ЯкВ момент часа закінчення j = q * г + 1 крока міщо ДYgKop (r +1) у Нехай мірі зростання сигнала, що надходить на п'єзонерівність виконалась При виконанні цієї нерівноелемент 25 переміщення рухомого елемента 9 сті сигналами обчислювача 35 відкривається четрізцевої голівки 7 вертий комутатор 84, а тригер 87 управління комуВ момент часа початка j = q * г + 1 крока миктаторами установлюється в одиничний стая В ропереміщення в обчислювач 35 надходить сигнал результаті високим потенціалам з одиничного випочатка переміщення з четвертого вихода прихода тригера 87 управління комутаторами відкристроя 4 управління штовхачами По цьому сигналу вається комутатор 88 фіксації стакана Тому в мокод управління комутаторами з обчислювача 35 мент закінчення j = q * г + 2 крока пересилається на регістр 82 управління комутатомікропереміщення сигнал "кінець мікропереміщенрами К підсилювачу 80 приростів першим і другим ня" з першого вихода пристроя 4 управління штовкомутаторами 76 І 77 підключається відповідна хачами через комутатор 88 фіксації стакана надКІЛЬКІСТЬ дисків п'єзостовпа 25 і коректуючі конденходить на тригер 55 фіксації стакана і далі в схему сатори 36 і 37 управління фіксації втулки 22 В результаті стакан По цьому же сигналу код U(q * г +1), що відпо24 буде зафіксований, збережеться координата відає КІЛЬКОСТІ підключених до підсилювача 80 "У" вершини різця 6, буде відновлене початкове дисків з вихідного регістра приростів координати значення зазора 29 приростів і буде вироблений реміщення у ВІДПОВІДНОСТІ з (25) 49 52335 сигнал установлення в ноль інтегратора 79, ЦАП 79 кода приростів і регістра 82 управління комутаторами Обчислюється скоректована величина приросту AYBCKOp (q • г + 3) Якщо AYg к о р (q • г + 3) > у, по сигналу початка крока мікропереміщення з четвертого вихода пристрой 4 управління штовхачами по сигналу початка крока мікропереміщення код U(q * г + 3) пересилається з вихідного регістра обчислювача 35 в ЦАП 78 кода приростів Одночасно сигналом обчислювача 35 інтегратор 79 перемикається в режим штегрирування і підключається до вихода ЦАП 78 кода приростів Координата "Y" вершини різця 6 за час мікропереміщення вершини різця на крок переміщення по координаті "X" збільшиться на AY B C K ° P (q-r + 3) Корекція приросту UYB(q * г + 3) виконується у такій ПОСЛІДОВНОСТІ В момент часа закінчення j = q * г + 2 крока мікропереміщення сигнал зупину рухомого елемента 2 з другого вихода пристроя 4 управління штовхачами надходить на восьмий ДЛ 89, а з його вихода в обчислювач 35 і на опитування АЦП 85 вимірювача зазора приростів Код 50 сті з (37) Розраховується еталонне значення приросту Ду^ (q • г + 2) координати "Y" величини вершини різця H a j = q * r + 1 j = q * r + 2 кроках мікропереміщень у ВІДПОВІДНОСТІ з (38), а також величина корекції положення вершини різця 6 на траєкторії переміщення по координаті "Y" на j = q * г + 3 кроку мікропереміщення у ВІДПОВІДНОСТІ з (39) По сигналу "початок цикла" з третього вихода пристроя 4 управління штовхачами перед початком j = q * г + 3 крока мікропереміщення із масива приростів обчислювача 35 злічується код UYB(q * г + 3) приросту координати "Y" і коректується у ВІДПОВІДНОСТІ з (40) Якщо нерівність AYe K o p (q-г + 2) > у не виконується, пристрій працює у ВІДПОВІДНОСТІ З алгоритмом його роботи по невиконанню цієї нерівності, як було описано раніше Після кожного J-ГО крока мікропереміщення вершини різця по координаті "X" обчислюється оцінє,. ка *(1) величини поточного переміщення вершини різця і відстань Д^2 вершини різця до кінцевої точки розрахункової траєкторії (по координаті "X") зазора W^p'(q • г + 2) надходить в обчислювач 35 Якщо на j - 2 кроку мікропереміщення 2 т > Д^2 > Обчислювач додатково (п - 1) раз опитує АЦП 85 вимірювача зазора приростів і обчислює оцінку т , на j - 1 кроку вершині різця задається скорек |-г + 2) цього зазора При надходженні цього кода обчислювач розраховує приріст координати "Y" вершини різця Haj = q * r + 1 i j = q * r + 2 кроках мікропереміщень у ВІДПОВІДНОСТІ з (35) Сигнал обчислювача 35 перемикає інтегратор 79 у режим пам'яті і відключає його від АЦП 78 кода приростів Сигнал "кінець мікропереміщення" вихода пристрой 4 управління штовхачами через комутатор 88 надходить також на тригер 55 фіксації стакана В результаті фіксується положення стакана 24, а, отже, кординати "Y" вершини різця 3 затримкой відносно часа фіксації стакана 24 установлюється в ноль тригер фіксації втулки 22 Втулка 22 звільняється 3 затримкой відносно звільнення втулки 22 сигнал з п'ятого ДЛ 67 установлює в надь інтегратор 79, ЦАП 78 кода приростів і регістр 82 управління комутаторами В результаті установлення в ноль інтегратора 79 відновлюється початкове значення зазора приростів 3 затримкой відносно часа установлення в ноль інтегратора 79 сигнал з шостого ДЛ 69 через четвертий комутатор 84 надходить на опитування АЦП 85 вимірювача величини зазора приростів і АЦП 86 вимірювача контрольного зазора Початкове значення зазора 29 приростів W^p' (q • г + 2) і величини контрольного зазора Wk(q * г +2) надходять на ВІДПОВІДНІ ВХОДИ вимірювача 35 По цьому же сигналу обчислювач додатково (п - 1) раз опитує АЦП 85 і АЦП 86 і обчислює оцінки величин W^p' (q • г + 2) і Wk(q * г +2) цих зазорів При надходженні цих вимірювань розраховується величина лінійної деформації рухомих елементів (втулки 22 і стакана 24) пристрою 8 переміщення рухомого елемента 9 різцевої голівки 7 у ВІДПОВІДНОСТІ з (36) і величина температурної деформації рухомого елемента 9 у ВІДПОВІДНО тована величина приросту Тоді після j - 1 крока Д^і < m Обчислювач 35 установлює в нульовий стан тригер 94 зупину рухомого елемента 2 На схему " І " 95 надходить низький потенціал з одиничного виходу тригера 94, а на и другий вхід надходить негативний сигнал з шостого виходу пристрою 4 управління штовхачами, який відповідає максимальному кроку мікропереміщення рухомого елемента 2 3 виходу схеми " І " 95 сигнал надходить на одиничний вхід тригера 94 і установлює його в вихідний стан, а також надходить на нульовий вхід тригера 96 включення живлення В результаті з п'ятого комутатора 92 буде знятий високий потенціал Комутатор 92 розриває ланцюг живлення задаючого мультівібра-тора пристрою 4 управління штовхачами Переміщення вершини різця припиняється Обчислювач розраховує величину приросту Д у в Q) координати "Y" вершини різця, який відповідає величині Д^і переміщення вершини різця по координаті "X" на останньому кроку мікропереміщення Пристрій 4 управління штовхачами переводять в режим роботи "цикл" і натискують кнопку "крок", Перед цим установлюють величину крока мікропереміщення m = Д^і Вершина різця но координаті "X" переміститься на Д ^ і , а по сигналам пристрою 4 управління штовхачами "початок цикла", "початок переміщення", "кінець мікропереміщення" отримає приріст Ay B (j) і буде зафіксована в кінцевій точці розрахунковій траєкторії Для аварійної зупинки переміщення вершини різця в процесі точіння натискують кнопку "крок" пристрою 4 управління штовхачами Напруга з п'ятого виходу пристою 4 управління штовхачами надходить на нульовий вхід тригера 96 включення живлення В результаті буде розірваний ланцюг 51 52335 52 живлення задаючого мультивібратора пристрою 4 "пуск" і підключають джерело живлення 98 до одиПереміщення вершини різця по розрахунковій траничного входу тригера 96 включення живлення єкторії припиняється Джерело живлення 93 буде підключено до першоДля продовження переміщення вершини різця го входу пристрою 4 (до задаючого мультивібрапо розрахунковій траєкторії натискують кнопку 97 тора пристрою 4 управління штовхачами) 53 52335 Фіг.5 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71 54