B23Q15 - Автоматичне управління подачею, швидкістю різання або положенням інструменту і (або) виробу (програмне керування G05B 19/00, наприклад числове програмне керування G05B 19/18) [3]
B23B25 / 06 - вимірювальні, контрольні або установчі пристрої, що служать для налагодження, подачі, управління або спостереження за ріжучими інструментами або робочою виробами (вимірювальні прилади або калібри G01B)
Винахід призначений для використання на підприємствах металообробної промисловості при діагностиці токарних верстатів по параметрам точності. В процесі обробки оправлення 3, закріпленої на передньому кінці шпинделя, для двох її поперечних перерізів з датчиків 15 мікрометричною лінійки 10 знімають показання переміщення вершини різця 13, а з датчиків 5, закріплених на станині верстата, - свідчення радіального биття оправлення 3. Після цього по результатами зазначених вимірювань здійснюють побудову траєкторій рухів вершини різця і осі оправлення, на основі яких будують геометричний образ оброблюваної поверхні. З цього геометричного образу визначають регламентовані параметри точності верстата, порівнюють їх з рекомендаціями нормативно-технічної документації і роблять висновок про параметри надійності верстата. В результаті спостерігається підвищення точності вимірювань, а отже, і розширення технічних можливостей. 2 с. і 1 з.п. ф-ли, 3 мул.
Винахід призначений для використання на підприємствах металообробної промисловості, зокрема, для діагностики токарних верстатів по параметрам точності.
Технічною задачею є підвищення точності вимірювань, а також розширення технічних можливостей при діагностиці токарних верстатів по параметрам точності.
Технічний результат в способі діагностики токарних верстатів по параметрам точності досягається тим, що задній кінець шпинделя з'єднують з лічильник кута його повороту, а на передньому кінці шпинделя встановлюють оправлення, яку обробляють різцем по обраним режимам різання. При цьому на станині верстата попередньо закріплюють мікрометричними лінійку і дві пари датчиків переміщення, які розміщують в двох поперечних перетинах оправлення, а на резцедержавке встановлюють додаткову пару датчиків переміщення вершини різця, пов'язаних з мікрометричною лінійкою. У кожній з трьох зазначених пар датчики переміщення розташовують під кутом 90 o відносно один одного.
В процесі обробки оправлення для двох її поперечних перерізів з датчиків мікрометричною лінійки знімають показання переміщення вершини різця, а з датчиків, закріплених на станині верстата, - свідчення радіального биття оправлення, які заносять в пам'ять комп'ютера. Причому всі зазначені вимірювання здійснюють для певної кількості точок в процесі одного обороту шпинделя і для певного числа обертів шпинделя. Потім за результатами вимірювань будують траєкторію руху осі оправлення і траєкторію руху вершини різця в двох площинах, на основі яких здійснюють побудову геометричного зразка оброблюваної поверхні в тривимірному просторі. За геометричному образу визначають регламентовані параметри точності, порівнюють їх з рекомендаціями нормативно-технічної документації, після чого роблять висновок про параметри надійності верстата.
Технічний результат в пристрої для діагностики токарних верстатів досягається за рахунок того, що воно забезпечене отсчетчіком кута повороту шпинделя, сполученим з його заднім кінцем, двома парами датчиків переміщення, службовців для вимірювання радіального биття оправлення в двох її поперечних перетинах, а також мікрометричною лінійкою і пов'язаної з нею додатковою парою датчиків, призначених для вимірювання переміщення вершини різця в двох площинах. Причому дві пари датчиків і мікрометрична лінійка призначені для розміщення на станині верстата, а пара додаткових датчиків - для закріплення на резцедержавке. При цьому в кожній з трьох зазначених пар датчики переміщення розташовані під кутом 90 o відносно один одного.
На фіг. 1 зображена схема пристрою для діагностики токарних верстатів по параметрам точності; на фіг. 2 зображені траєкторія осі і побудований за нею "геометричний образ" перетину, а також траєкторія вершини різця; на фіг. 3 зображений "геометричний образ" обробленої поверхні в тривимірному просторі.
Пристрій містить оправлення 3, закріплену на передньому кінці шпинделя 2 токарного верстата. На станині токарного верстата 1 закріплюють два кронштейна 4, в які встановлені безконтактні датчики 5 переміщення, розташовані під кутом 90 o один одному. Датчики переміщення 5 підключаються до інтерфейсу 6, який в свою чергу з'єднується з комп'ютером 7. Задній кінець шпинделя 2 з'єднаний з лічильник 8 кута повороту шпинделя. Крім того, на станині токарного верстата закріплюють дві стійки 9, до яких кріпиться мікрометрична лінійка 10, оброблена з високою точністю. У резцедержавке 11 супорта 12, крім різця 13, закріплюють кронштейн 14, в якому встановлені два безконтактних датчика 15, розташовані під кутом 90 o один до одного.
Пристрій працює наступним чином.
В процесі випробувань проводять обробку оправлення 3 різцем 13 на обраному режимі чистової обробки. Лічильник 8 кута повороту шпинделя 2 подає на інтерфейс 6 і далі на комп'ютер 7 два сигналу. Один сигнал відповідає одному обороту шпинделя і служить сигналом до початку зняття показань. Другий сигнал відповідає 1/120 обороту шпинделя і служить командою для зняття дискретних показників датчиків 5 і 15, які заносяться в пам'ять комп'ютера 7. Після зняття дискретних показників датчиків 5 і 15 для обраного числа обертів шпинделя 2 виробляють обробку експериментальних даних з використанням методів математичної статистики і побудови траєкторій осі 16 для двох поперечних перерізів і вершини різця 17.
При механічній обробці на токарному верстаті форма оброблюваної поверхні утворюється в результаті взаємного переміщення заготовки та різця, при цьому заготовка не тільки обертається, але її вісь рухається по траєкторії 16. Результатом цих трьох рухів утворюється "геометричний образ" оброблюваної поверхні.
В основу математичного визначення "геометричного образу" закладають формулу відстані між двома точками, що лежать на площині, яка для нашого випадку має вигляд де Rдет - радіус-вектор, що описує "геометричний образ"; Xт і Yт - координати поточної точки, взяті з траєкторії 16; Xр і Yр - вихідні координати вершини різця; зміщення вершини різця щодо вихідного положення.
Розроблена програма дозволяє всі розрахунки проводити на комп'ютері і виводити в наочному вигляді на дисплей. В результаті розрахунків визначають два "геометричних образу" 18 в поперечному перерізі оброблюваної поверхні, які зміщені один щодо одного, що є результатом деформації оправлення під дією сили різання. У тривимірному просторі виробляють побудова двох "геометричних образів", розраховують і будують деформовану вісь, після чого, використовуючи траєкторію 17 вершини різця, будують криві, відповідні створює поверхні обробки. В результаті отримують тривимірне зображення "геометричного образу" 19 обробленої поверхні.
За "геометричному образу" визначають регламентовані параметри точності, до яких відносяться похибка форми і взаємного розташування поверхонь (биття), похибка розміру, відхилення від циліндричної і при необхідності інші. Порівняння отриманих величин з рекомендаціями нормативно-технічної документації дозволяє зробити висновок про параметричної надійності випробовується токарного верстата. Таким чином, використання способу діагностики токарних верстатів по параметрам точності і пристрої для його здійснення дозволяє розширити технічні можливості при діагностиці токарних верстатів по параметрам точності.
1. Спосіб діагностики токарних верстатів по параметрам точності, при якому на передньому кінці шпинделя встановлюють оправлення, після чого за обраними режимам різання її обробляють різцем, який відрізняється тим, що попередньо задній кінець шпинделя з'єднують з лічильник кута його повороту, на станині верстата закріплюють мікрометричними лінійку і дві пари датчиків переміщення, які розміщують в двох поперечних перетинах оправлення, а також встановлюють на резцедержавке додаткову пару датчиків переміщення вершини різця, пов'язаних з м крометріческой лінійкою, при цьому в кожній з трьох пар датчики переміщення розташовують під кутом 90 o відносно один одного, після чого в процесі обробки оправлення для двох її поперечних перерізів з датчиків мікрометричною лінійки знімають показання переміщення вершини різця, а з датчиків, закріплених на станині, - свідчення радіального биття оправлення, які заносять в пам'ять комп'ютера, при цьому всі зазначені вимірювання здійснюють для певної кількості точок в процесі одного обороту шпинделя, а також для певного числ оборотів шпинделя, потім за результатами вимірювань будують траєкторію руху осі оправлення і траєкторію руху вершини різця в двох площинах, на основі яких здійснюють побудову геометричного образу оброблюваної поверхні в тривимірному просторі, по ньому визначають регламентовані параметри точності, порівнюють їх з рекомендаціями нормативно-технічної документації, після чого роблять висновок про параметри надійності верстата.
2. Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що в якості регламентованих параметрів точності визначають похибка розміру, похибка форми, а також сумарну похибка форми і взаємного розташування поверхонь.
3. Пристрій для діагностики токарних верстатів по параметрам точності, що містить оправлення, яка призначена для установки на передньому кінці шпинделя в процесі її обробки за обраними режимам різання, що відрізняється тим, що пристрій забезпечений призначеним для взаємодії з заднім кінцем шпинделя отсчетчіком кута його повороту, двома парами датчиків переміщення, службовців для вимірювання радіального биття оправлення в двох її поперечних перетинах, а також мікрометричною лінійкою і пов'язаної з нею додатковою парою датчиків переміщення, призначених для вимірювання переміщення вершини різця в двох площинах, причому дві пари датчиків і мікрометрична лінійка призначені для розміщення на станині верстата, а пара додаткових датчиків - для закріплення на резцедержавке, причому в кожній з трьох зазначених пар датчики переміщення розташовані під кутом 90 o відносно один одного.