Способ настройки динамометрического упора

Способ настройки динамометрического упора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: станкостроение. Сущность: определяют при многократных измерениях усмлие подачи подвижного узла. Определяют статистически минимальное значение усилия. Настраивают динамометрический упор на усилие, меньшее этого значения, при помощи подгонки толщины кольца, установленного между опорой и корпусом динамометра. Начало выдержки, времени платформы подвижного узла на опоре отсчитывают от момента касания платформой динамометрического упора с заданными величинами усилий, которые задают при помощи регулировки расстояния от торца бесконтактного конечного переключателя до торца наконечника индикатора . 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s В 230

15/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

СО

О

0 О

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4873220/08 (22 ) 11,10.90 (46) 15.12.92, Бюл. № 46

{71) Минское специальное конструкторское бюро автоматических линий (72) Э.А. Пекарский и В,Д, Виланский (56) Заявка Японии ¹ 62-74552, кл. В 23 0 17/09, 1.9&7.

{54) СПОСОБ НАСТРОЙКИ ДИНАМОМЕТРИЧЕСКОГО УПОРА (57) Использование: станкостроение. Сущность: определяют при многократных измерениях усилие подачи подвижного узла.

Определяют статистически минимальное

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано для повышения постоянства конечного положения и времени выдержки платформы подвижного узла при ее перемещении до силового упора.

Известен способ переключения с уско: ренного подвода на рабочую подачу подвижНого узла металлорежущего станка путем предварительного снижения скорости быстрого перемещения и последующего приложения тормозного момента на сво-. бодном выбеге силами трения самого узла и его привода. Этот способ позволяет снизить разброс точки перехода с ускоренного под" вода на рабочую подачу, но очень чувстви телен к нестабильности влияющих факторов (колебание напряжения сети, питающей электромагнитную муфту, дефектам изготовления привода и направляющих, в том Ы „1780990 А1 значение усилия, Настраивают динамометрический упор на усилие, меньшее этого значения, при помощи подгонки толщины кольца, установленного между опорой и корпусом динамометра. Начало выдержки времени платформы подвижного узла на опоре отсчитывают от момента касания платформой динамометрического упора с заданными величйнаМй усилий, которые задают при помощи регулировки расстояния от торца бесконтактного конечного переключателя до торца наконечника индикатора, 6 ил. числе дисков муфт редуктора, зазорам планок и др,), вызывающих разброс сил трения не только между однотипными узлами, но и у одного и того же узла по мере его приработки и износа. Кро е того, этот способ имеет ограниченную область применения, т.к. чувствителен к соотношению скоростей Vt ускоренного подвода и Vg рабочей подачи, поскольку скорость узла перед торможением должна составлять 0,25 от скорости ускореннсг подвода, что не соблюдается при работе на силовом упоре, где работа узла осуществляется только на рабочей подаче, т.е. без ускоренного подвода. который в любом цикле силового стола всегда осуществляется непосредственно перед рабочей подачей.

Известен способ регулирования жесткого упора станка с подвижным столом путем регулирования величины

1780990 разгружающего усилия, действующего на жесткий упор при помощи регулировочного винта, Данный способ имеет ограниченное применение. так как пригоден только для алмазно-расточных станков, где усилия невелики, а привод осуществляется от гидроцилиндра стола, В электрических силовых столах усилия на несколько порядков выше, что обусловлено специфическими условиями, их применения и использования при работе на рабочей подаче, т.е. обусловлено спецификой процессов резания, для которых эти силовые столы предназначены.

Зтот способ регулирования не имеет обратной связи и. не мо>кет обеспечить необходимую выдержку времени, поскольку его работа связана с нестабильностью гидропривода, а конечное положение и выдержка времени существенно зависит от этой нестабильности. Поэтому при необходимости обеспечить точные выдержки времени в пределах одного, двух обсротов инструмента. данный способ регулирования не может быть использован.

Известен способ регулирования управляемого упора для патронов токарных станков, где отсчет размерной цепи осуществляется вдоль оси детали, а управляемый упор находится внутри патрона и г1ри помощи винта, шагового двигателя и других деталей перемещается на требуе мую величину с применением датчика пути и специальных схем сравнения, определяющих порядок коммутации обмоток шагового двигателя, отрабатывающего координатное позиционирование упора, т.е, осуществляется программное управление процессом разгонки, движения с постоянной скоростью и торможения с. помощью специального алгоритма.

Известный способ регулирования упора станка наряду со сложностью обладает и низкой точностью (дискретность 0,02 MM) B пределах + 0,05 мм, что неприемлемо по

ТУ на силовые столы автоматических линий, которые в своем подавляющем большинстве не имеют устройств программного управления и шагбаых двигателей, не позволяющих без усилителей развивать необходимые достаточно большйе осевые усилия (до 100000 Н), с одновременным точньiv позиционированием (в пределах и 0,002 мм) на упоре. Поэтому встроить такой упор в ограниченное рабочее пространство силового стола не представляется аоэможным, т.к. он предназйачеи толькО для грубого базирования заготовок в патронах токарйых станков, имеющих, кроме того, спецприводы и программное управление.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ контроля неисправностей станка, обеспечивающий повышение надежности работы станка путем контроля нагрузки. Способ состоит в контроле величины усилия (нагрузки) резания при обработке деталей. При превышении усилия резания выше эталонного дается команда на остановку станка. Кроме того. способ позволяет косвенно фиксировать момент касания инструментом поверхности детали.

10

Недостатком способа является то, что он только фиксирует усилие резания и не

15 повышает точности выдержки времени и точности установки платформы подвижного узла на силовом упоре, поскольку способ включает в себя процесс резания, который отличается нестабильностью, имеет динамические погрешности и требуег статистического подхода, Поэтому данный сложный способ применим только в дорогих уникальных адаптивных системах, Целью изобретения является обеспече25 ние заданной выдержки времени, повышение постоянства конечного положения платформы подвижного узла при ее перемещении до силового упора и обеспечение точности обработки деталей при выдержке на жестком упоре, особенно при обработке коЗО нических и торцовых поверхностей, галтелей, канавок и др. в автоматических линиях и агрегатных станках. Это достигается тем, что предварительно определяют.при многократных измерениях усилия подачи подвижного узла, определяют статистически минимально возможное усилие подачи, настраивают упор динамометрический на усилие, меньшее этого значения при помощи подгонки толщины компенсаторного кольца и упругого элемента (втулки), а начало вы35

40 дер>кки времени платформы подвижного узла на упоре динамометрическом упора динамометрического до момента срабатывания путевого переключателя.

На фиг.1 приведена схема подвижного узла с упором динамометрическим, общий вид; на фиг.2 — дийамометрйческий упор, общий вид; на фиг.З вЂ” график нагружения

50 динамометрического упора," на фиг.4: — графики нагружения динамометрического упора с записыю сигналов от путевого

55 выключателя; на фиг.5 и б — осциллограммы нагружения динамометрического упора платформой стола в автоматическом цикле с регистрацией сигнала от БТП.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом, отсчитывают по заданным величинам уси45 лий подачи от начала касания платформой

1780990

15 днем положении, т.е. в поджатом состоянии упора и проворачивают (в резьбе) БТП до тем пор, пока не пбявится индйкация сигнала . (за счет фотодиода, встроенного в БТП),о его

25 срабатывании. В этом положении БТП фиксируется гайками. Затем подбирают нужную выдержку времени и при многократных испытаниях (10-20 циклов) определяют среднее значение усилия Рн, среднее квад30 ратическое отклонение выборки $, и доверительн.ый интервал А

Доверительный интервал определяется формулой

35 (1) где tea — коэффициент Стьюдента; п — число циклов, или = М. (2)

40 " Для охвата всего поля рассеивания.

Минимальное Р1 и максимальное Pz (см. фиг.3) определяются по формуле

Р1=Pjr h„, Р2=Рн+ Л.

45 Толщину компенсаторного кольца 17 определяют разностью фактического рас. стояния между опорой и корпусом и величиной деформации от усилия Рз, выбранного меньшим, чем усилие Pi. Деформация от Рз

50 определяется по тарировочному графику, или при последующей тарировке. После установки компенсаторного кольца 17 производят регулировку БТП так, чтобы он срабатывал при определенной величине на55 грузки, которую фиксируют по показанию . индикатора динамометра. Затем устанавливают индикатор 5 и производят проверку постоянства конечного положения платформы подвижного узла на упоре динамометриНа подвижном узле 1 вместо силового . упора устанавливают протарированный упор динамометрический 2 с бесконтактным торцевым переключателем (BTfl) 3 с индикацией сигнала, подключенным к электроприводу 4, БТП является путевым переключателем, дающим при срабатывании команду на отвод платформы от упора динамометрического через реле времени или таймер.

Контроль постоянства конечного положения платформы подвижного узла осуществляется при помощи индикатора 5, Упор

"содержит корпус 6, нажимной плунжер 7, резьбовую втулку 8, упругий элемент 9, направляющие 10, цанговый зажим 11, индикатор 12, раму 13, с закрепленным в ней бесконтактным путевым переключателем (БТП) 3 с индикацией сигнала, причем рама

13 крепится к корпусу 6 винтами 14, и инди- 2 катор 12, снабженный наконечником 15, взаимодействующий с БТП (в автоматическом цикле индикатор может быть снят, и тогда нажимной плунжер 7 выполняется более удлиненным для непосредственного взаимодействия с БТП). Опора 16 закреплена на втором (сферическом) конце плунжера

7, а конденсаторное кольцо 17 установлено между корпусом 6 и опорой 16. Настройка упора динамометрического осуществляется следующим образом.

Протарированный с помощью образцового динамометра упор устанавливается в резьбовой втулке 18 направляющей плиты (выполняет функции регулируемого силово го упора с обратной связью), Переключатель

БТП включается в разъем электропривода узла, находящегося в электрошкафу силового стола.

При нажатии на опору 16 усилие через нажимной плунжер 7 деформирует упругий элемент 9, выполненный в виде втулки, ве-. личина деформации которой может быть изменена подшлифовкой ее внутренней поверхности в процессе регулировки одновременно с подшлифовкой компенсаторного кольца 17. Подшлифовка отверстия втулки производится по цилиндру в плоскости, перпендикулярной плоскости действия нажимного плунжера, т.е. эксцентрично ее исходному отверстию, и по конусу в зоне торцев концентрично ее исходному отверстию. В любом случае величина деформации фиксируется индикатором 12 и его стержень; перемещаясь своим наконечником 15, заставляет сработать бесконтактный путевой переключатель (БТП) 3, команда от которого передается в схему управления силовым столом на реле времени типа ВЛ (на чертеже не показано), которое через один из конденсаторов задержки, емкость которого может быть изменена переключателем (дискретно или непрерывно). находящимся в электрошкафу силового стола, вместе с реле времени ВЛ (или таймером) позволяет настроить упор динамометрический таким образом, чтобы время выдержки сйлового стола на упоре могло быть отрегулировано с точностью до долей оборота режущего инструмента, например 1; 1,5 (или более) оборота на упоре с ускоренным отводом (по команде упора динамометрического).

В наладочном режиме по циклу: ускоренный подвод — рабочая подача — въ1держка на упоре динамометрическом ускоренный отвод в исходное положение— настраивают номинальное усилие подачи (определяемое технологическим процессом) по упору, оставляют платформу в переtruus90 ческом, при необходимости подшлифовывают втулку.

Предлагаемый способ был реализован при отработке конструкции упора динамометрического ЛМ1069.С03.350 на силовом 5 столе .1 УЕ4533. Настраивали усилие подачи стола при помощи предохранительной муфты привода подачи на 16000 Н (Р„ = 16000

Н). При 10 циклах измерений S - 2000 Н, а доверительный интервал упри a = 0,999 и 10

K - 10 - 1 = 9 и t o - 4.781 составлял 3020 Н (41=4,781 -О-=3020 Н) и Р1=12980 Н по

2000 формуле (2) Ь = 3 2000 = 6000 Н и Р1 =

10000 H, 15

Приняли усилие подачи Р2 = 10000 Н.

Установили кольцо 2,76 мм и произвели повторную.тарировку динамометра с кольцом

2,76 мм, На фиг.4 приведены тарировочные гра20 фики динамометра с кольцом 2,76 мм, где 19 — кривая деформации динамометра с упругим элементом-втулкой ф35/ф30 мм;

20 — кривая реформации динамометра с уп руги л1 элеме н то м — до рэ ба тан ной втулкой ф35/ 30 мм (более податливый упругий элемент).

Испытания упора динамометрического на силовом столе 1УЕ4533 производили на

30 заданной скорости рабочей подачи, равной

$м = 26,5 мм/мин, 1ьтп = 4 мм (мвтп — расстояние между торцем БТП и наконечником индикатора). Для контроля стабильности остановки платформы стола нэ упоре динамометрическом использовался микронный индикатор 2 МИГ ГОСТ 9696-82 с ценой деления 2 мкм.

Постоянство конечного положения платформы стола при ее перемещении до

35 силового упора при серии из 100-200 циклов измерений составляла 5-8 мкм, в то время как по ГОСТ 16461-78, проверка 6

"Постоянство конечного положения платформы стола при ее перемещении ро сило40 ваго упора" допускается 20 мкм из 3 измерений.

Таким образом, предлагаемый способ в несколько раз повышает постоянство ко нечного положения платформы стола нэ упоре динамометрическом, Это объясняет50 ся тем, что в момент касания упора платфор-. мой его податливость первоначально в

10-12 раз меньше, чем силового (см.

480, 20 фиг.4 10000 5000 = 12) упора. 55

В связи с этим взаимодействие платформы с упором происходит. плавно без уда.ра, что обуславливает повышение постоянства конечного положения платформы на упоре динамометрическом;

Кроме того, доработка упругого элемента увеличивает его податливость, что также повышает плавность взаимодействия упора с платформой.

Если кольцом 17 не ограничивать усилие подачи на упругий элемент, то в связи с большим разбросом усилия подачи стола и уменьшенной жесткостью упора получится большой разброс конечного положения платформы.

Если устанавливать жесткий упор, то может возникнуть удар, от которого опять возникает разброс конечного положения платформы., Так как время срабатывания путевого переключателя БТП 212-24 не превышает

30 10 с(30мс), начало касания платформой упора осуществляется очень точно.

Процесс нарастания усилия подачи и срабатывания БТП приведены на осциллограммах на фиг.5 и 6.

Усилие фиксировалось через усилитель

8АНЧ-7М и осциллограф Н-115 при помощи тензорезисторов, наклеенных на корпус динамометра. Для записи момента срабатывания БТП его сигнал без усиления через усилитель был непосредственно выведен на осциллограф Н-115.

На фиг.5 кривая нарастания усилия обозначена цифрой 22, а сигнал с БТП вЂ” 23;

На фиг.6 кривая нарастания усилия -24, а сигнал с БТП вЂ” 25.

Условия испытания (фиг.5).

Упругий элемент — доработанная втулка ф35/ 30 мм;

Р = 16000 Н;

$м = 26,5 ммlмин;

L = 2,76 мм;

1 Бтп =3,73 мм;

1вл 1 с.

Условия испытания (фиг,б).

Упругий элемент — доработанная втулка <35>

Р = 16000. Н;

$у = 26,5 мм/мин, Ь=2,76мм; .ьтп = 3,95 мм; твл-0,5 с, Из фиг.5 и 6 видно, что начало срабатывания БТП происходит при различных условиях подачи (6000 Н и 13400 Н), что достигается регулированием расстояния между торцем БТП и наконечником индикатора. При этом стабильность выдержки времени платформы стола на упоре. динамометрическом, измеренная в сериях

100-200 циклов при помощи злектросекун1780990 домера ПВ-53Л с ценой деления 0,01 с, не превышала 0,02-0,03 с.

Таким образом, предлагаемым способом по сравнению с прототипом можно не только обеспечивать плавную посадку платформы подвижного узла на упоре динамометрическом, но и отводить платформу при заданной величине усилия подачи. Это позволяет повысить точность на многих технологических операциях автоматизированного производства без дополнительных затрат, особенно в тех случаях, когда обработка ведется. не "напроход", а требует точной установки стола на упоре динамометричес ком.

Формула изобретения

Способ настройки динамометрического

5 упора, включающий предварительное измерение усилия подачи подвижного узла, по значению которого определяют необходимое положение упора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности нэ10 стройки, определяют значения усилия подачи при многократных испйтэниях и устанавливают упор в положение, соответствующее значению усилия меньше минимального значения.

1780990

Рд P7 +h/

ЙилиР лю/ой лоМижкуРю ps б00 лю

4Ф лю

Ч Л7Р бтре иодоиц солодого Рюш Ф H .. \

Ь" V

uz. 4

1780990 гг

Фиг Е

Техред M.Moðråíòàë

Корректор А.Коаориз

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4241 Тираж Подписное

ИНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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