УСТРОЙСТВО ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ТОЧНОСТИ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ НА ВЫСОКОТОЧНОМ ОБОРУДОВАНИИ ЧПУ

Изобретение относится к области обработки на высокоточном оборудовании с ЧПУ для предварительной оценки точности обрабатываемых поверхностей деталей и может применяться на предприятиях металлообрабатывающей промышленности.
Известно устройство диагностики токарного оборудования по параметрам точности, содержащее датчики перемещения, отметчик угла поворота, интерфейс и компьютер [1].
Недостатками данного устройства является то, что оценка точности производится до начала изготовления детали, для чего в шпинделе станка устанавливается оправка, а также четыре бесконтактных датчика перемещения для измерения траектории оси детали, что усложняет конструкцию устройства. Так же процесс подготовки устройства к работе занимает несколько часов, что в значительной степени снижает быстродействие и производительность токарного оборудования ЧПУ при обработке деталей.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство определения погрешностей изготовления детали на токарном станке, содержащее отметчик угла поворота шпинделя, компьютер [2].
Недостатком данного устройства является низкое быстродействие
устройства, которое обусловлено тем, что затрачивается время на преобразование аналогового сигнала в цифровой сигнал для передачи его на компьютер.
Технической задачей изобретения является упрощение конструкции устройства и повышение быстродействия обработки информации, полученной от бесконтактных оптических датчиков с цифровым кодом на выходе.
Поставленная задача решается тем, что в устройство, содержащее отметчик угла поворота шпинделя, интерфейс и компьютер вводятся бесконтактные оптические датчики с цифровым кодом на выходе. Выходы бесконтактных оптических датчиков с цифровым кодом на выходе связаны с входом компьютера. Использование этих связей в устройстве прогнозирования точности обработки деталей на высокоточном оборудовании ЧПУ позволит упростить конструкцию прототипа, а так же повысить быстродействие измерительной системы.
На Фиг.1 приведена схема устройства прогнозирования точности обработки деталей на высокоточном оборудовании ЧПУ.
Устройство прогнозирования точности обработки деталей на высокоточном оборудовании ЧПУ содержит: отметчик угла поворота шпинделя 1, который установлен на передней бабке 2 токарного оборудования с ЧПУ и соединен со шпинделем 3. Обрабатываемая деталь 4 устанавливается в центр шпинделя 3 и центр задней бабки 5. На резцедержательной головке 6 устанавливается резец 7 и два бесконтактных
оптических датчиков с цифровым кодом на выходе 8 и 9. Бесконтактный оптический датчик с цифровым кодом на выходе 8 взаимодействует с боковой поверхностью планшайбы 11 передней бабки 2, а бесконтактный оптический датчик с цифровым кодом на выходе 9 взаимодействует с обработанной поверхностью детали 4. Сигналы от бесконтактных оптических датчиков с цифровым кодом на выходе 8 и 9 подаются на вход компьютера 10.
Связи в устройстве прогнозирования точности обработки деталей на высокоточном оборудовании ЧПУ расположены в следующем порядке: выходы бесконтактных оптических датчиков с цифровым кодом на выходе 8 и 9, а также отметчика угла поворота шпинделя 1 подключены к входу компьютера 10. Отметчик угла поворота шпинделя 1 установлен на передней бабке 2 токарного оборудования с ЧПУ и соединен со шпинделем 3. Обрабатываемая деталь 4 устанавливается в центрах шпинделя 3 и центре задней бабки 5. На резцедержательной головке 6 устанавливается резец 7 и два бесконтактных оптических датчиков с цифровым кодом на выходе 8 и 9. Бесконтактный оптический датчик с цифровым кодом на выходе 8 взаимодействует с боковой поверхностью планшайбы 11 передней бабки 2, а бесконтактный оптический датчик с цифровым кодом на выходе 9 взаимодействует с обработанной поверхностью детали 4.
Обработка детали 4 производилась на чистовых режимах. Для измерения выбиралась та поверхность детали 4, которая имеет по рабочему чертежу более высокую точность. Устройство прогнозирования точности
обработки деталей на высокоточном оборудовании ЧПУ работает следующим образом.
Перед выполнением чистового прохода производится регулировка зазоров между бесконтактным оптическим датчиком с цифровым кодом на выходе 8 и поверхностью планшайбы 11 и бесконтактным оптическим датчиком с цифровым кодом на выходе 9 и поверхностью детали 4. В процессе выполнения прохода производится снятие показаний бесконтактных оптических датчиков с цифровым кодом на выходе 8 и 9 по всей длине детали через установленные промежутки времени. Данные в цифровом коде передаются на компьютер 10. После записи показаний подается команда на компьютер приступить к обработке экспериментальных данных в реальном времени. Данная процедура позволяет выводить в наглядном виде деталь на дисплей компьютера и производить расчеты возмущающий воздействий, действующих на деталь 4 при прохождении по ее поверхности резца 7 в реальном времени.
Сначала производится расчет геометрических образов поперечного сечения для правого и левого торца детали 4, после чего точки на геометрических образах правого и левого сечения, соответствующие одному углу поворота шпинделя 3, соединяются между собой, что позволяет на дисплее компьютера 10 получить виртуальную деталь. Затем, учитывая возмущающие воздействия, действующие на деталь 4 при прохождении резца 7 по ее поверхности в реальном времени, такие как тепловые
деформации, размерный износ инструмента и т.д. в компьютере производится коррекция и вырабатывается сигнал для ее устранения.
Таким образом, предлагаемое устройство позволит упростить конструкцию и увеличить быстродействие устройства прогнозирования точности обработки деталей на высокоточном оборудовании с ЧПУ.
Литература:
1. Патент РФ №2123923, кл. В 23 Q 15/00, 1998 (аналог).
2. Патент РФ №2190503, кл. В 23 В 25/06, B 23 Q 17/20, 2002 (прототип).