Устройство автоматической коррекции размерной настройки токарных многоинструментальных станков с чпу

 

УСТРОЙСТВО АВТО/ИАТИЧЕСКОЙ КОРРЕКЦИИ РАЗМЕРНОЙ НАСТРОЙКИ ТОКАРНЫХ МНОГОИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ СТАНКОВ С ЧПУ, содержащее датчик положения режущей кромки инструмента в системе координат станка, соединенные последовательно логический блок, вход которого соединен с датчиком положения, счетчик импульсов и устройство ввода коррекции, и систему ЧПУ, включающую соединенные последовательно блок ввода коррекции, связанный с выходом устройства ввода коррекции, и интерполятор, выходы которого связаны с датчиком положения логическим блоком, отличающееся тем, что, с целью повышения точности размерной настройки и эффективности использования станков с ЧПУ, оно снабжено задатчиком величины уставки, вход которого соединен с логическим блоком, а выход - со счетчиком импульсов, и включенным между счетчиком импульсов и устройством ввода коррекции блоком многоадресной оперативной па.мяти, вход которого связан с выходом логического блока, а датчик положения режущей кромки инструмента выполнен в виде электронного ключа, подвижным контактом схемы управления которого является о инструмент, а неподвижным контактом - (Л электроизолированная аттестационная площадка , расположенная в рабочей зоне станка . Ю о Ю о 01

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК зы) B23 15/00,/ / В 23 В 25/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН 1

Е !

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ фи2. 7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3358631/25-08 (22) 30.11.81 (46) 30.05.83. Бюл. № 20 (72) М. И. Гиндис, К. В. Гаришин, Е. H. Востоков и А. Б. Катыгин (71) Пермский политехнический институт (53) 621.9.08 (088.8) (56) 1. Соломенцев Ю. М. Адаптивное управление технологическими процессами. М., «Машиностроение», 1980, с. 250 — 253. (54) (57) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОЙ КОРРЕКЦИИ РАЗМЕРНОИ НАСТРОЙКИ ТОКАРНЫХ МНОГОИНСТРУМЕНТАЛЪНЪ|Х СТАНКОВ С ЧПУ, содержащее датчик положения режущей кромки инструмента в системе координат станка, соединенные последовательно логический блок, вход которого соединен с датчиком положения, счетчик импульсов и устройство ввода коррекции, и систему ЧПУ, включаю-!

„„SU„„1020205 А щую соединенные последовательно блок ввода коррекции, связанный с выходом устройства ввода коррекции, и интерполятор, выходы которого связаны с датчиком положения логическим блоком, отличающееся тем, что, с целью повышения точности размерной настройки и эффективности использования станков с ЧПУ, оно снабжено задатчиком величины уставки, вход которого соединен с логическим блоком, а выход— со счетчиком импульсов, и включенным между счетчиком импульсов и устройством ввода коррекции блоком многоадресной оперативной памяти, вход которого связан с выходом логического блока, а датчик положения режущей кромки инструмента выполнен в виде электронного ключа, подвижным контактом схемы управления которого является щ инстру мент, а неподвижным контактом электроизолированная аттестационная площадка, расположенная в рабочей зоне станка.

1020205

Изобретение 01 носится к станко«!роению и ыож«т быть Hc!)ользовано в системах адаптивного управления размерной нас(ройкой многоинструментальных станков с ЧI IУ. например токарных> с целью !)овыщения точности и производительности onpa0<); ки деталей.

Известно устройство автоматической к< ( рекции размерной настройки токарного сг;iiЧ((У, (o !ержа п(с«да! !HK п010?K(. HH>f режу ill It кр(. х!:.»!! H íñòðû 1«

ДИ НЫТ» I f !hei, БЬП)0, IH«ill!!>I!I t) BH.< ЭЛ« l» i РОконт>1 к Гно ГО I i р<. 00 ()!i зо!)ыт(i я. 11 I I: K I(), (КЛЮЧ< If 1.. i () f 1 i I(C I»OX! X О. !Ок>>, Ы, (j) > П >1 <3: (ДО Ы, 1(.>!!1 . «(I <: >. О, 10КЫ ЯБЛЯЕ Г(. Я БЬ> >>()Д И НI PDfI0.l5i::)t!,.;.>(" «мы Ч!! У. (5bixD, ; лог."«н>«КО Гi) i > It!!.«,». . 10>! C H К BX0;i (C -1(1 I I КЫ П M. пуль<",,::..i). ()рып I(ре: у сl рой«тыл Б1)оды ко"! j!,,IHH: .<)дк.!ю !«II к блоку к()(эр« littlt сис I » xi!>l 1!У. ((. .3(ll, Бм(c p с p(. Бо. I BBpj)lli)ll г оловкой п«р«7!()и!(!«тся:I() il1)o! рамме пз нуля станка f3 и 3ы«рпт«льпую lloBHilltK). Из- ?ь

ыерение фактп;ескпх отклонений !3«р);пны резца осуществляется путеы счета и 3alioмина ния с помощью счетчика импульсов числа импульсов, кратного измеренному иерем«!цению суппорта станка при его дви25 женип 01 измерительной позиции до того момента, когда сработает преобразователь.

C07pp?Kd ННе счетчика импульсов подается

l3 ) CTpOifCTBi) f3B0, !d KOpp(KHH H, кото рое разр(шы«т ввод коррекции B блок коррекции с !с Геы>1 I(!x- (х<>рр(кц!!Я вво-(игся р>

xi);i«рез! Сы от (à TH и ка. ((«до TBòêoì известного, стройства явЛЯ«ТСЯ TO, Г() !I«0<7. II>3()B!! I! I«Б hHЧ(>ОТI)Е датчиков положе !ия ин 11 ктпвныx И,IH э, ц.ктРОКОПТЫКТНЫ. П)Т И<к(>!3 00)> C.!В Б. l I. БЫЕ I обходиыость их перно и!ческой аттестации. 35 так как Бел(дствие вибрации станкы. температур !Огo и време:- ного дрейфа датчиков нарущается точность измерений. ЖестKH« эксплуатыционгп !с условия — наличие lldpÎB

О .), >К, масла, стружки — вызывык>Г необ40 ходиыо«1! I !нательной зыщиты, t! I чиков

Е3 р»300 !(и;3011(С 1 а i K;i, ЧТО f1p È 13!) 011 l» (, !()?Кп(li!IK! ), «T((.jt«T!>ы. В>с(-)то !)i),(,Iыв,lilt

CI Ы;«!О-> <ЬЕК< HP t(llf)l И

i!() I () DOHCТ1\t i> l>i«ÎÊÈ Х I P(t)<7 I3H НИ Я Х

1:7 i ll поры "<) ГК) . 1(t .OC t 3TKÎì у«TpO:t«ТБ(! 45 и !(!, г!0 для ?)ттесты!(и!3 кыждог0 ж:, ьс (ппстрх меilòы, кы кдои режущей

Х! «1(, 1 !3»1 Hf! II Pd B, 1«!ПIЯ Ы I! t i)OXO 1>! ЫО 1> 1 !> . (, l Г.) !i I f0 1 Г. ?КДОИ КООР.I>l I!el Г(H Д I Я (л> I! Ни я к;)жд010 зпыкы этой K(;0j)l!Ihtdты) соот!)стст!3«нпо Hрив<>с!1«. к с)п<ж«нию 5О

::. (жп()с и работы Гыкп. ) с Гро-i(lit. !Сроы(). lIðH обработке,.«тыл«й (!) «.н>жilой

1»» 1(ригурацией, ког:1?) в !!.,п()п ol;(pfi! Ii!H используется много рс..юв рызли«ного ГH!l;i и к 0 н ф и Г у р аl ц и и, I! (<) (i x <>3 it хl о с т ь и 0 Б т О,7 н О и !

i 1 Ò(. СТЫ ЦИИ Ка ж;!О! >) Pt>31(Ы !1(Pt ;! БЫ ХО 10 Ы

«го Б рыбо)ую lioB>till!þ при Обработке всех

II!)C. 1C, $X K) lit,H X,(«Tit «И I IPH БО,I liÒ K .!ОНО, 11! H тельной затрате времени, к увеличению тру,io» мкости размерной настроики станков.

11ель изобретения -- новы!3!ение точности размерной настройки и эффективности испг>г!ь:3ования многoHHcTpуыентальных токарных «тыtiK(!B с Ч(IУ., »казанная цель дости ается тем, что устрой»TBO автоматической коррекции разx1ppI1 )t . HастрОйки токарны ; мнОГОинсTp? ментальпь х станков с Ч(IУ, cOдержащее датчик положения режу!цей кромки инструмента в системе координат» ганка, соединенные пос.!едовательно лг гпческий блок, вход к(>горого соединен с датчиком положеНИЯ С>!ЕТ>1ИК И >111«,!b«OB И > СТ(70ЙСТБО БВО Ца

hoрреhHHH, и (и«тем) Ч(1х > вк.lKiчыюгцую сое.)«fie!I»bi«последовательно блок ввода коррекции. связанный с выхо toы устройства

Б:>О ьы коррекции, и интер!)оля Гор, выходы

Kt! гнчеекпм блоком. снабжено задатчиком

)к !ltHHHI I уставки, вход которого соедин H с,к>гическим блоко71, а выход — — со с !етчиком импульсов, и вклк)ченным между счетчиком импульсов и ус>ройством ввода KÎpрекции олокоы многоа. ресной оперативной памяти, вход которою связан с выходом логH«echoi.о блока, а датчик положения режущей кромки инструмента выполнен в виде этектронного ключа, подвижным контактом схемы управления которого являе>ся инструмент, а чеподвижным контактом — — э,i«hTpoизолированная аттестацHDHHd53 пло цыдка, располо.к«иная в рабочей зоне станка.

На фиг. 1 представлена структ урная с »(" I ы,:T j)0lf(TBd; на фи Г. 2 — схемы рыз.1if>ffH4x Баринi Гов ыттесты!щп резцов: на s р;)зх;«p!idsi схрх!В одного и алго)ыо!3:. .тации резцы.

С,!.р> КГ;pild5f с..ема устройства включает

Б себя датчик положения режущей кромки ностру)!«IIT(1 в системе координат станка. fdT >ик выполнен в виде электронного клюГы 1. к<>т()pblH замыкает и размыкает электрп I«» ку 10 цепь резец -плип!адкы и распре.1«,!5!с t электрические сип!а.-ы импульсы уllрыв 15110111Hх комы!!3, системы ЧI! У вЂ” в лоп!чсский олок и к испол) ительному органу

TBIIKB, Г!Одв>!ж1 ым контактом электронного клк>чы являегся резец 2, установленный в сы«нно .1 рези«держателе 3. который фиксируется B гil«BH«ppdöîâîé стойки 4 сунпорта.

1 1(. под вижн ь! ы»!!!! ы ктох! я Б. 1 я«1 с я электроиз<>лировы ыя .:,< Г«стационная площадка 5, ры<ч<о.н>ж(": пыя Б рабочей зоне станка. Вхо-!

Оы эл Kгропного hлюча 1 является выход

)п(<.р!И.!5!TD;::- о системы ЧIIУ 7, а выходы по!1» <«- ы первый к г!Огическох!х бс!Окх

8, Г(:рис к lt(полнитель)юму механизму, I<>! t«1с «кий б. 1Ок 8 у прав.iяеr рабоI (i! .1?1 i >l l! «!1, СЧС 3 Ч ИKB и XIII t lbCOB И 0 10КОМ

ы),О 01!.11:«с;)ой о> «ра Ив но!11;>а мяти. 11«рвым

Бхо;.Oы,!Огпч« Kof() блока является выход э i(гр<))пгог<> hл:<)чы 1, à вторым !)ходох!!

020205 выход интерполятора 6. Выходы логического блока параллельно подключены к входам задатчика 9 величины уставки, о,н.ка 10 многоадресной оперативной памя; .. счетчика 11 импульсов. Задат 1ик вс п1:п1пы уставки по двум направлениям и х, записывает в счетчик импульсoB определенную величину с одним знаком, соответствукнцую максимально возможной величине отклонения вершины резца относительно номинального положения с учетом гарантированного допуска. Счетчик 11 импульсов предназначен для счета управляюших импульсов, поступающих после размыкания цепи интерполятор — исполнительный механизм, и сравнения их с величиной уставки, записанной в счетчике с определенным знаком. Входами счетчика импульсов являются второй выход логического блока 8 и задатчика 9.

Блок 10 многоадресной оперативной памяти величины и знака коррекции предназначен для долговременного хранения информации о величине и знаке отклонения фактического положения режущей кромки каждого аттестационного резца от его номинального (расчетного) положения, которая поступает из реверсивного счетчика. Первым входом блока многоадресной оперативной памяти является выход счетчика 11 импульсов, вторым входом — — выход логического блока 8.

Выход, блока памяти через устройство 12 ввода коррекции подклю.ен к блоку 13 коррекции системы ЧПУ 7. Устройство ввода коррекции разрешает ввод величины и знака коррекции в блок коррекции только при наличии определенного сигнала программы.

Устройство работает следующим образом

Резцедержатель 3 (фиг. 1) с закрепленным в нем резцом 2 устанавливается и фиксируется в гнезде резцовой стойки 4 суппорта. Номинальное (расчетное) положение вершины режущей кромки резца. Р1 относительно нулевой (исходной) точки О„определяется размером г;„(фиг. 3). Iосле установки резца в резцовую стойку фактическое положение вершины резца характеризуется размером z; . Погрешность расположения вершины режущей кромки в системе координат станка характеризуется величиной

КУ = Z)T1 1 Р (1)

Для определения величины и знака отклонения k в программу работы станка вклю21 чают программный цикл измерения, во время которого резец Р по программе перемешается из исходной точки Оп к электроизолированной аттестационной площадке на размер

+ !х )cY (2) гдето д — расчетный размер от номинального положения вершины режугцеи кромки резца до номинального положения аттестационной поверхносTcl для данного резца плошадки; — величина уставки, пропорциональуст ная величине заведомо болыпего персмсшения резца к площадкс.!

О !

Величина уставки поступает на положительный вход сче, .:: .;1 1 импу,lbcoB (фи1. 1) с задатчика 9 по определенной команде с программы перед выводом резца в измерительную позицию, где запоминается.

Затем по команде с программы резец перемешается к аттестационной площадке на размер zz„. Направляюшие импульсы поступают с интерполятора 6 системы ЧI IУ через ключ 1 на исполнительный механизм 14 привода по координате z. Основной участок координатного перемещения резец проходи1 на большой скорости перед площадкой на небольшом расстоянии, скорость перемещения — ползучая. Это необходимо для оолее точной фиксации момента касания резца и площадки. При касании резца 2, которыи является подвижным контактом электронного ключа 1, аттестационной площадки 5. которая является неподвижным контактом ключа. последний замыкает электрическую цепь резец — площадка, разрывает цепь интерполятор — исполнительный механизм. блокируя подачу управляющих импульсов на привод по координате z. Оставшиеся импульсы поступают через логический блок 8 на вычитающий вход счетчика 11 импульсов, где происходит вычисление величины и знака коррекции для данного резца. До касания резца площадки последний проходит расстояние z; (фиг. 3). На вычитаюгций вход

11Р счетчика импульсов поступает величина, пропорциональная k<, где хг = х 2п z 2 + k z1

В счетчике вйчисляется величина k (4)

Вычисленная величина поступает в блок !0 (фиг. 1) многоадресной оперативной памяти, где хранится до обесточивания системы Ч11У .или до поступления новой Beëèöèíû коррекции данного резца.

По команде с программы устройство 12 ввода коррекции разрешает ввод величины и знака коррекции на определенный корректор блока 13 коррекции системы Ч! IУ. 11ри выводе аттестованного резца на размер обработки по определенному адресу управляющей программы величина коррекции со своим знаком вводится в размер статической настройки.

Аналогичным ооразом определяется величина и знак коррекции и по другим координатным направлениям, а также для остальных резцов, используемых в данной операции обработки, Информация о всех резцах хранится в блоке многоадресной оперативной памяти и может быть использована в любой момент при выходе аттестованного резца в рабочую позицию.

Использование устройства на токарных многоинструментальных станках с ЧПУ позволяет повысить точность их размерной настройки. Это достигается тем, что в качестве датчика положения режущей кромки

i 0202(35 инструмента применяется электронный клк)ч, у которого контактами являются резец и электроизолированная площадка, прич м эта аттестационная площадка является жесткой пластиной, положение поверхностей ее в системе координат точно известно. Факторы, влияющие на точность показаний датчиков, например, индуктивных или электроконтактных, не оказывают влияния на точность аттестации резцов по площадке. Значительно упрощаются способы защиты площадки от стружки, СОЖ и т. и.

В устройстве для аттестации резцов по каждому координатному направлению. причем резцов различных типов и конфигураций используется единый датчик (положения режущей кромки и единая измерительная цепь. 31о 3 I;? II!те.)ьно ) IIPOII?d(констРУкцию устройсзпа. повышает его надежность и то 1110(ть передачи сигналов. Кр(? «1(того, II I.lIf fH(. блока многоадресной оперативной памяти 110313(?ëÿåò «ранить и нформа пию о всех гlтт, сту(.,Ifçfх )еЗцах j(? пик;Id след«к)

1цей I!x dlòoñòàö;Iè или Jo смены. В таком случае OTIIcl;(;I(.T необходимость аттестации резца каждый pdз при выходе его в рабочую

;к?зпцик) Это упрощает процесс размерной

)настройки многоинстр«мента lbHI lx станков, снижает С(.о грудоемкость и позволяет повысить произво (ггтельность обработки деталей.

T3I(II>I образом, применение предлагаемоI () (T I) 0 и с T в d н а м н О (О и и (T j) \ x) å и T ал ь н ы х станках (. ll 1У позво.lяет НОвысить эффекгивп(?ст1 и«и(пользования при обработке

Г0(НЬ1«, ЕТ I.ËÑ й.

1020205

Редактор Л. Филь

Заказ 3777/! 0

Составитель A. Печкова

Техред И. Верес Корректор А. Тяско

Тираж 760 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4