УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ТОЧНОСТЬЮ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ НА ТОКАРНЫХ СТАНКАХ С ЧПУ

Полезная модель относится к области металлообрабатывающего оборудования и, в частности, к обработке деталей с высокой точностью на токарных станках с ЧПУ.
Наиболее близким решением из уровня техники по технической сущности является устройство автоматического управления точностью токарного станка, содержащее пять датчиков и компьютер, усилитель мощности и вибратор (Патент РФ №2130826, B23Q 15/007, 1999 г.).
К недостаткам известного технического решения следует отнести большую сложность измерительной и исполнительной систем. Кроме того, известное техническое решение позволяет определять показатели точности, но только в поперечном сечении, в котором подаются колебания от вибратора.
Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение является повышение точности обработки, посредством осуществления контроля точности изготовления детали в процессе обработки по нескольким регламентированным показателям точности и обеспечения их автоматического регулирования.
Поставленная задача решается посредством того, что устройство автоматического управления точностью обработки деталей на токарных станках с ЧПУ, содержащее средства съема информации в виде датчика угловых перемещений шпинделя станка и бесконтактного датчика перемещения обрабатываемой заготовки, расположенного на передней бабке станка, а также средства обработки и передачи исходной информации по заданной программе на средства ЧПУ, согласно полезной модели, снабжено акселерометром, функционально являющимся средством перемещения резца, при этом последний расположен с датчиком перемещения в одной плоскости резания.
Устройство автоматического управления точностью обработки деталей на токарных станках с ЧПУ поясняется графическим материалами, где:
- на фиг.1 схематично изображено расположения элементов, входящих в устройство;
- на фиг.2 приведен интерфейс построения геометрического образа в поперечном сечении и расчета показателей точности;
- на фиг.3 приведено построение геометрического образа в продольном сечении и расчета показателей точности.
Устройство автоматического управления точностью обработки деталей на токарных станках с ЧПУ монтируется на токарном станке, в патроне которого закреплена заготовка 1. Обработка заготовки 1 производится резцом 2. На корпусе шпиндельной бабки закрепляется бесконтактный датчик 3 перемещения заготовки. Обработка цилиндрической поверхности фланца шпинделя производится с высокой точностью, чтобы исключить влияние отклонений от округлости фланца на измерения. На задней части резца 2 закрепляется акселерометр 4, который фиксирует перемещение резца 2. Устройство также содержит датчик 5 угловых перемещений шпинделя, который фиксирует его положение по углу его поворота. Сигналы от всех датчиков подаются на интерфейс 6 и далее в систему 7 ЧПУ токарного станка.
Устройство автоматического управления точностью обработки деталей на токарных станках с ЧПУ работает следующим образом.
В процессе обработки заготовки 1 резцом 2 производится снятие сигналов: датчика 5 угла поворота шпинделя, бесконтактного датчика 3 перемещения, который фиксирует смещение оси заготовки 1 в плоскости резания, акселерометра 4, который работает в режиме измерения перемещений и фиксирует смещение резца 2 в плоскости резания.
В процессе обработки заготовки на токарном станке с ЧПУ датчик 3 перемещения фиксирует положение оси заготовки, а акселерометр 4-положение резца в зависимости от угла поворота шпинделя, что фиксируется датчиком 5 угловых перемещений. Сигналы от датчиков поступают через интерфейс в систему ЧПУ станка.
Посредством заданной программы осуществляется обработка сигналов, расчет и построение геометрического образа в поперечном и продольном сечении обрабатываемой поверхности по известным формулам (фиг.2 и 3). По геометрическим образам программа рассчитывает регламентированные показатели точности (отклонение от округлости, погрешность размера, овальность, отклонение профиля продольного сечения, отклонение от цилиндричности, биение, параметры волнистости и другие). Эти показатели точности сравниваются с допусками указанными на рабочем чертеже изготавливаемой детали, которые хранятся в памяти ЧПУ. В случае если рассчитанные показатели точности выходят за пределы допусков программа подает команду на коррекцию перемещения резца с целью компенсировать возникающие погрешности.
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 предназначен для использования в нефтегазодобывающей области промышленности и может быть реализован области металлообрабатывающего оборудования и, в частности, к обработке деталей с высокой точностью на токарных станках с ЧПУ;
- 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.