Обрабатывающее устройство с системой активного контроля

Обрабатывающее устройство с системой активного контроля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к металлорежущему оборудованию, а именно к шлифовальным и фрезерным станкам. Цель изобретения - повышение точности и стабильности размеров обработанных деталей за счет автоматической коррекции отклонений размеров, возникающих вследствие износа инструмента. Обрабатывающая головка выполнена со сквозным осевым отверстием, внутри которого установлен закрепленный на бабке корпус с направляющими. В направляющих установлена подключенная к стабилизированному пневмоисточнику и подпружиненная вдоль оси относительно корпуса трубка - щуп с соплом. На трубке закреплен источник излучения, оптически связанный с позиционно-чувствительным элементом - мультисканом с электронной схемой. Мультискан закреплен на бабке, а выход электронной схемы подключен к входу системы управления. При износе инструмента и отклонении размера детали смещение трубки с соплом и источником излучения приводит к появлению на выходе электронной схемы сигнала в систему управления для коррекции положения обрабатывающей головки. 3 ил.

сооз советсних. социАлистических

РЕСПУБЛИК 11 4 В 23 15/00

ОПИСЛНИК ИЗОБРЕтЕНКЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ пРи Гннт сссР (21) 4035903/31-08 (22) 08.01.86 (46) 07.06.89, Бюл. Р 21 (71) Ижевский механический институт (72) А.M,Липанов, N.К,Шелковников, Н.И,Осипов, В,И.Скрипченко, В,Г,Колосов и В.M.Ïoëoâèíêèí (53) 621.9 (088.8) (56) Справочник металлиста./Под ред. Б.Л.Богуславскоro. М.: Машиностроение, 1978, т. 5, с. 406, 407. (54) ОБРАБАТ11ВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО С

СИСТЕМОЙ АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ (57) Изобретение относится к металлорежущему оборудованию, а именно к шлифовальным и фрезерным станкам.

Цель изобретения — повышение точности и стабильности размеров обработанных деталей за счет автоматической коррекции отклонений размеров, возникающих вследствие износа инструИзобретение относится к металлорежущему оборудованию, а именно к фрезерным и шлифовальным станкам.

Цель изобретения — повьппение точности и уменьшение разброса размеров обработанных деталей путем бесконтактного измерения и автоматической коррекции возникающих вследствие износа инструмента отклонений размеров при обработке плоских и криволинейных поверхностей, На фиг.1 изображено устройство, общий вид; на фиг.2 — пневматичес„„SU„„1484592 А 1 мента. Обрабатывающая головка выполнена со сквозным осевым отверстием, внутри которого установлен закрепленный на бабке корпус с направляющими. В направляющих установлена подключенная к стабилизированному пневмоисточнику и подпружиненная вдоль оси относительно корпуса трубка-щуп с соплом. На трубке закреплен источник излучения, оптически связанный с позиционно-чувствительным элементом — мультисканом с элек-. тронной схемой, Мультискан закреплен на бабке, а выход электронной схемы подключен к входу системы управления, При износе инструмента и отклонении размера детали смещения трубки с соплом и источником излучения приводит к появлению на выходе электронной схемы сигнала в систему управления для коррекции положения обрабатывающей головки. 3 ил. кий подшипник, общий вид; на фиг.3— структурная схема электронной части.

Обрабатывающее устройство (фиг,17 содержит крепежный стол 1, на кото;ром закреплена обрабатываемая деталь 2, приводы 3 поперечной и продольной подач стола, бабку 4 с обрабатывающей головкой 5, приводы 6 и 7 соответственно вращения головки и осевой подачи (глубины резания), систему 8. управления. Соосно обрабатывакяцей головке 5 на бабке 4 закреплен корпус 9 с арретиром 10 и

1484592

25 направляющими 11, в которых установлена трубка-щуп 12 с соплом 13, подпружиненная пружиной 14 относительно корпуса 9 в направлении к обрабатываемой детали 2. К трубке 12 посредством гибкого трубопровода через электроконтактный манометр 15 подведен сжатый воздух от пневмоисто 1ника 16 со стабилизированным давле0 кием. Нижнее предельное положение трубки 12 под действием пружины 14 в случае отсутствия контакта обрабатывающей головки 5 с деталью 2 ограничивается упором (не показан).

При помощи арретира 10 корпус 9 может быть установлен относительно бабки 4 таким образом, что сопло 13 трубки 12 находится в плоскости резания обрабатывающей головки 5 или ниже ее при износе последней.

Для исключения трения трубки 12 в направляющих 11 по их периметру имеются отверстия (фиг.2), а корпус

9 выполнен полым и подсоединен к пневмоисточнику 16. На.трубке 12 закреплен светодиод 17, который оптически связан с закрепленными на бабке 4 .оптическим блоком 18 и мультисканом 19. Оптический блок 18 30 проецирует перемещения светового потока светодиода 17 на фоточувствительный слой мультискана 19, в увеличенном (например, в 10 раз) масштабе. Мультискан 19 подсоединен к электронной схеме 20, выход которой подключен к системе 8 управления.

Электронная схема 20 (фиг.3) содержит источники 21, 22 напряжения смещения, подключенные параллельно 40 делительным слоям мультискана 19 навстречу друг другу, генераторы 23 и 24 противофазного пилообразного напряжения, подсоединенные встречно источникам 21 и 22 напряжения смещения к начальным контактам делительных слоев и блок 25 выделения и обработки видеосигнала, выходы которого подсоединены к генераторам

23 и 24 и контакту среднего слоя мультискана 19, Выход блока 25 об50 работки видеосигнала через блок .26 преобразования и согласования подключен к входу системы 8 управления.

Обрабатывающее устройство работа55 ет. следующим образом.

В процессе обработки система управления задает перемещения и контролирует положение крепежного стола

1 с деталью 2 и бабки 4 с обрабатывающей головкой 5 посредством приво- дов 3 и 7 подач. При этом трубка

12 под совместным действием вытекающего из сопла 13 сжатого воздуха и усилия пружины 14 устанавливается с некоторым стабильным, с точностью не хуже 1 мкм, зазором относительно поверхности детали 2. При отсутствии износа обрабатывающей головки 5 система измерения износа, состоящая из закрепленного на трубке 12 датчика светодиода 17, оптического блока 18 и мультискана 19 с электронной схемой 20 формирует в систему 20 управления нулевой сигнал коррекции, Положение трубки 12 со светодиодом 17 относительно мультискана 19, при котором на выходе электронной схемы

20 формируется нулевой сигнал отклонения, определяется при первоначальной обрабатывающей, головки 5. Для этого производится контрольное врезание и проход на некоторой глубине, затем вращением арретира 10 корпус

9 устанавливается относительно бабки

4 в положение, в котором при выключенном пневмоисточнике 16 трубка 12 находится в своем крайнем нижнем положении (на упоре корпуса 9) и одновременно в контакте с обработанной поверхностью, а при включении пневмоисточника 16 на выходе электронной схемы 20 устанавливается: нулевой сигнал. Увеличение размера детали 2 вследствие износа головки

5 вызывает соответствующее смещение трубки 12 со светодиодом 17 относительно бабки 4 и умноженное оптическим блоком 18 смещение светового пятна на фоточувствительной линейке мультискана 19 относительно его исходного положения. При этом электронная схема 20 формирует пропорциональной величине износа инструмента сигнал коррекции, по которому система 8 управления посредством включения привода осевой подачи 7 устанавливает головку 5 в необходимое для восстановления заданного размера детали 2 положение.

Эле-;тронная схема 20 работает следующим образом, Пилообразные напряжения генераторов 23 и 24 совместно с постоянными напряжениями источников 21 и 22, поступая на выводы мультискана 19, производят его опрос, при этом на

1484592 выходе блока выделения и обработки видеосигнала 25 формируются импульсы, длительность которых пропорциональна смещению светового пятна на фоточувствительной линейке мультискана относительно его исходного положения. Блок 26 преобразования и согласования преобразует, эти импульсы в пропорциональное их длительности напряжение, которое подается на выход электронной схемы 20, В начальном положении перед обработкой новой детали система 8 управления производит пробное врезание на заданный размер без учета износа обрабатывающей головки 5. Как только сопло 13 трубки 12 начнет взаимодействовать с обработанной поверхностью детали 2 на выходе электронной схемы

20 появляется сигнал, пропорциональный отклонению действительного размера детали от заданного. По измеренному отклонению размера, соответствующему величине износа головки

5 при обработке предыдущих, деталей, система 8 управления посредством включения привода осевой подачи 7 производит первоначальную коррекцию положения обрабатывающей головки 5 на величину ее износа, таким образом„ что сигнал на выходе электронной, схемы 20 становится нулевым, После этого система 8 управления производит управление обработкой, задавая и контролируя необходимые перемещения и положения детали 2 с помощью .приводов продольной и поперечной подач 3, Появляющийся в процессе обработки износ обрабатывающей головки 5 приводит к увеличению действительного размера детали, при этом трубка 12 со светодиодом 17 перемещается вверх относительно мультискана 19 и бабки 4, вызывая появление на выходе электронной схемы

20 сигнала, пропорционального отклонению размера. По возникшему сигналу отклонения система 8 управления производит коррекцию положения обрабатывающей головки 5 включением привода 7 осевой подачи. Так как измеряют отклонения действительного размера от заданного производства в месте обработки и относительно мультискана

19, закрепленного на бабке 4, то одновременно с износом обрабатывающей головки контролируются также зазоры

55 и люфты в кинематической цепи обра-. батывающая .головка — бабка, Аналогично обраба гываюшее устройство работает и при обработке криволинейных поверхностей, при этом система управления в процессе обработки помимо управления продольной или

I попереччой подачи одновременно производит управление и приводом осевой подачи с учетом дополнительной коррекции на размеры и форму обрабатывающей головки и радиусы кривизны обрабатываемой поверхности, Таким образом, возникающие в процессе обработки отклонения действительного размера детали от заданного вследствие износа инструмента, а также влияния зазоров и люфтов в кинематической цепи обрабатывающая головка — бабка компенсируются соответ ствующим перемещением обрабатывающей головки посредством привода осевой подачи, что позволяет увеличить точность и стабильность размеров обработанных деталей.

Формула изобретения

Обрабатывающее устройство с системой активного контроля, содержащее крепежный стол с приводами продольного и поперечного перемещения, бабку с обрабатывающей головкой и приводом осевой подачи и систему управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, обрабатывающая головка выполнена со сквозным осевым отверстием, а система активного контроля снабжена установленным в корпусе на направляющих в пневматических подшипниках измерительным щупом в виде трубки с соплом, подключенной к стабилизированному пневмоисточнику и подпружиненной относительно корпуса, установленного внутри. отверстия в обрабатывающей головке, светодиодом, установленным на трубке, и закрепленным на бабке мультисканом с электронной схемой, связанной выходом с входом системы управления, при этом электронная схема содержит два источника напряжения смещения, включенные параллельно обоим делительным слоям мультискана навстречу друг другу, два генератора противофазного пилообразного напряжения, подсоединенные встречно источникам напряжения сме1484592 щения к начальным контактам делительных слоев, и блок выделения и обработки видеосигнала, подключенный первым и вторым входами к генерато5 ,рам пилообразного напряжения, а третьим входом к одному из контактов среднего слоя мультискана, а выходом к входу блока преобразования н согласования, выход которого является выходом электронной схемы, 1484 >92 долду

Составитель А.Семенова

Редактор С.Патрушева Техред М,Ходанич Корректор М.Самборская

Заказ 2981/15 Тираж 894 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. У кгород, ул. Гагарина, 101