УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОЙ КОМПЕНСАЦИИ ПОГРЕШНОСТЕЙ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ НА ТОКАРНЫХ СТАНКАХ С СЧПУ

Изобретение относится к металлообрабатывающей промышленности, в частности к токарным станкам с ЧПУ.
Наиболее близким по технической сущности является устройство (прототип) автоматического управления точностью токарного станка [1] содержащее две пары бесконтактных датчиков, которые фиксируют траектории оси детали и вершины резца, датчик угла поворота шпинделя, компьютера усилителя мощности и вибратора, закрепленного на резцедержательной головке. К недостаткам известного технического решения следует отнести: использование 4 датчиков перемещения и отсутствие контроля формы детали в продольном направлении. Как было экспериментально доказано, для построения геометрического образа детали достаточно знать только перемещение оси детали и вершины резца в плоскости формообразования. Перемещения оси детали и вершины резца в плоскости перпендикулярной плоскости формообразования на геометрический образ детали не влияют, а, следовательно, они не нужны. Форму детали в продольном направлении определяют много факторов, как, например, податливость передней и задней бабок, деформация детали под действием силы резания, температурные расширения деталей и узлов приводящие к смещению оси шпинделя и другие. Все это в известном техническом решении не учитывается.
Технической задачей является повышение точности обработки деталей на токарных станках за счет коррекции управляющих программ СЧПУ станка.
Технический результат достигается за счет совокупности существующих признаков помещенных заявителем в формулу изобретения.
Полученное новое качество от данной совокупности признаков ранее не было известно и достигается только в данном устройстве.
Устройство поясняется графическим материалом:
На рис. 1 изображена схема устройства автоматической компенсации погрешностей изготовления деталей на токарных станках с СЧПУ.
Рис.2. Образец записи сигналов от датчиков установленных на станке Рис.3. Образец построения на экране монитора продольного сечения детали. Устройство устанавливается на токарном станке 1. Устройство содержит измерительную часть и компьютер 2 с платой 3 ввода-вывода информации. Измерительная часть состоит из четырех датчиков. Датчик 4 угла поворота шпинделя устанавливается на корпусе шпиндельной бабки и соединяется со шпинделем станка. Датчик 5 перемещения патрона 6, а, следовательно, и детали 7 в плоскости формообразования устанавливается на станине 8 станка, а его чувствительный наконечник взаимодействует с поверхностью патрона 6. Датчик 9 (акселерометр) устанавливается на резцедержательной головке станка. Его сигнал отображает кривую ускорений резца 10, поэтому при поступлении в компьютер 2 он подвергается двойному интегрированию, что позволяет получить кривую перемещений резца 10. Датчик 11 установлен на поперечных салазках 12 суппорта. Его чувствительный наконечник взаимодействует с поверхностью детали 7, что позволяет контролировать профиль детали 7 в продольном направлении. Сигналы от датчиков 4, 5, 9, 11 поступают на плату 3 ввода-вывода информации и после обработки подаются в компьютер 2.
Устройство работает следующим образом. При обработке детали производят снятие сигналов с датчиков 4, 5, 9, 11. Сигналы 4, 5, 9 приведены на (рис. 2), а сигнал от датчика 11 на (рис. 3). В компьютере сигналы обрабатываются методами математической статистики, производится расчет и построение на экране монитора виртуальной детали, по } которой рассчитываются ожидаемые погрешности изготовления: отклонение от круглости (некруглость), овальность, погрешность размера, погрешность профиля продольного сечения, отклонение от цилиндричности и другие. Затем компьютер сравнивает
рассчитанные погрешности с показателями точности, которые имеются на рабочем чертеже изготавливаемой детали. Если оказывается, что ожидаемые погрешности укладываются в пределы точности, указанные на рабочем чертеже детали, то обработка детали продолжается. В случае, если оказывается, что ожидаемые погрешности выходят за пределы точности указанных на чертеже, компьютер подает команду о подключении программы «Profi». Программа «Profi» производит расчеты по определению оптимальных режимов резания и выдает команду на СЧПУ 13 станка, которая производит корректировку управляющих программ. После перехода на новый режим обработки снова включается система измерений, и процесс повторяется до тех пор, пока ожидаемые погрешности не будут укладываться в требования точности на рабочем чертеже.