УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАБОЧЕГО ПРОФИЛЯ АБРАЗИВНОГО КРУГА В ПРОЦЕССЕ ОБРАБОТКИ

Полезная модель относится к металлообрабатывающей промышленности, в частности к шлифовальным станкам и может быть использовано для определения своевременной правки абразивного круга.
Из уровня техники известно техническое решение по правке шлифовального круга, в соответствии с которым преобразователь звуковых сигналов установлен в кожухе шлифовального круга и контактирует с правящим инструментом. Преобразователь посредством аналогово-цифрового преобразователя звуковых сигналов связан с компьютером. Амплитуда звуковых колебаний, возникающих в процессе правки, регистрируется преобразователем и преобразуется в электрический сигнал, который передается в компьютер, где сравнивается с допустимой величиной амплитуды звуковых сигналов. (Патент РФ №2400346, B24B 53/00, 2008 г.)
Недостатком известного технического решения является то, что контроль за своевременностью правки круга осуществляется по амплитуде звуковых колебаний, величина которой зависит не только от профиля абразивного круга, генерирующего эти колебания, но и от звуковых колебаний от посторонних источников: от опор шпинделя и шлифовальной головки, от посторонних звуков в цехе и других. Точность определения своевременности правки круга при этом недостаточна.
Наиболее близким решением из уровня техники по технической сущности и достигаемому результату является устройство для правки фасонного алмазного шлифовального круга и способ подготовки устройства к проведению измерения рельефа профиля рабочей поверхности, содержащее установленные на основании устройства салазки с механизмом их перемещения, угловой кронштейн, шарнирно закрепленный на салазках с помощью оси, перпендикулярной основанию, имеющий цапфу, ось которой перпендикулярна оси шарнирного крепления углового кронштейна, установленную на цапфе поворотную платформу с кареткой и механизмом перемещения каретки параллельно оси цапфы, размещенную на каретке шлифовальную головку со шпинделем для абразивного правящего инструмента, установленного с возможностью установочного перемещения вдоль оси шпинделя, расположенной перпендикулярно оси цапфы, реверсивный привод поворота углового кронштейна относительно оси его шарнирного крепления на салазках, профилограф и съемный измерительный наконечник с ощупывающей иглой на его рабочем конце, предназначенный для крепления на шлифовальной головке при снятом правящем инструменте с обеспечением соосного расположения ощупывающей иглы и цапфы (Патент РФ №2183547, B24B 53/065, 1999 г.).
К недостаткам известного технического решения следует отнести то, что измерение профиля шлифовального круга производится с помощью измерительного наконечника, который контактирует с поверхностью шлифовального круга и перемещается по ней перпендикулярно оси вращения круга. При этом датчиком фиксируется, а профилографом регистрируется суммарный профиль всех колебаний, которыми подвергается поверхность круга, что приводит к получению искаженной профилограммы, по которой своевременность правки абразивного круга определяется с большой погрешностью.
Технической задачей, на решение которой направлено заявленная полезная модель является обеспечение возможности бесконтактного определения износа рабочего профиля абразивного круга в процессе обработки, что в конечном итоге приводит к повышению точности и оперативности измерения износа рабочей поверхности абразивного круга и своевременности его правки, а также к повышению ресурса работа как самого круга, так и правящего инструмента.
Заявленный технический результат достигается за счет того, что устройство для определения рабочего профиля абразивного круга в процессе обработки, содержащее измерительную систему, средства обработки и визуализации полученной информации программно-аппаратными средствами, по которым осуществляется корректировка процесса обработки, согласно полезной модели измерительная система выполнена в виде триангуляционного лазерного датчика, установленного на станине станка вне зоны обработки детали с возможностью сканирования его лучом в процессе обработки по рабочей поверхности абразивного круга в продольном направлении, обеспечивающим измерение расстояния от поверхности круга до датчика и определение программно-аппаратными средствами рабочего профиля абразивного круга, по которому рассчитывается величина отклонения от прямолинейности, которая сравнивается с допуском.
Устройство для определения рабочего профиля абразивного круга, поясняется графическими материалами, где:
- на фиг.1 изображена схема устройства измерения рабочего профиля абразивного круга;
- на фиг.2 изображены диаграмма рабочих профилей абразивного круга.
Устройство для определения рабочего профиля абразивного круга устанавливается на станине 1 шлифовального станка (фиг.1). Обрабатываемая заготовка 2 устанавливается в центрах 3 шлифовального станка. Абразивный круг 4 обрабатывает заготовку 2 при перемещении каретки 5 в продольном направлении. Триангуляционный лазерный датчик 6 закрепляется на станине 1 таким образом, чтобы при перемещении абразивного круга 4 вдоль заготовки 2 луч лазера периодически падал на рабочую поверхность абразивного круга 4. При этом триангуляционный лазерный датчик 6 соединен с компьютером 7.
Устройство для определения рабочего профиля абразивного круга работает следующим образом.
Сущность заявленной полезной модели заключается в том, что измерение рабочего продольного профиля абразивного круга производится посредством бесконтактного триангуляционного лазерного датчика, после чего рассчитывается величина отклонения рельефа профиля от прямолинейности и сравнивается с допустимой величиной отклонения от прямолинейности. На основе этих сравнительных характеристик принимается решение о продолжении работы, если отклонение от прямолинейности находится в пределах допуска, или о своевременности проведения правки абразивного круга, если это отклонение выходит за пределы допуска.
При перемещении абразивного круга 4 вдоль заготовки 2 (фиг.1) он периодически проходит через зону действия луча лазера 6, который фиксирует изменение расстояния между триангуляционным лазерным датчиком 6 и рабочей поверхностью абразивного круга 4. Этот сигнал на компьютере обрабатывается с помощью специально разработанной программы и представляется в графическом виде. На фиг.2 видно, что программа строит два рабочих профиля абразивного круга: А и Б, расположенных под углом 180° друг к другу. Для каждого из рабочих профилей программа рассчитывает отклонение от прямолинейности, которое равно разности между максимальным и минимальным значения расстояния между триангуляционным лазерным датчиком 6 и рабочей поверхностью абразивного круга 4. Из полученных двух значений отклонений от прямолинейности выбирается максимальное, которое будет соответствовать наибольшему искажению рабочей поверхности абразивного круга 4. Рассчитанная величина отклонения от прямолинейности сравнивается с допустимой величиной отклонения от прямолинейности, которая установлена технической документацией для соответствующего станка и соответствующей технологии обработки изделий. После чего подается команда на продолжение работы, если рассчитанная величина отклонения от прямолинейности меньше допуска или подается команда для выполнения правки, если рассчитанная величина отклонения от прямолинейности превышает допуск.
Таким образом, заявленная полезная модель обеспечивает высокоточное и оперативное измерение износа рабочей поверхности абразивного круга 4. в процессе обработки заготовки, а также определяет своевременность его правки, что приводит при реализации заявленной полезной модели к повышению производительности и точности правки абразивного круга, а также к уменьшению расхода самого круга и правящего инструмента.
Анализ заявленного технического решения на соответствие условиям патентоспособности показал, что указанные в независимом пункте формулы признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности необходимых признаков, достаточной для получения требуемого синергетического (сверхсуммарного) технического результата.
Свойства, регламентированные в заявленном соединении отдельными признаками, общеизвестны из уровня техники и не требуют дополнительных пояснений.
Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:
- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении может найти применение для определения времени, когда износ рабочей поверхности абразивного круга в процессе обработки изделий достигнет предельной величины, что позволит произвести своевременную его правку;
- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте формулы полезной модели, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в материалах заявки известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;
- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.
Следовательно, заявленный объект соответствуют требованиям условию патентоспособности «новизна» и «промышленная применимость» по действующему законодательству и может быть классифицирован как объект интеллектуальной собственности «полезная модель».