Устройство для размерной настройки металлорежущего станка с устройством числового программного управления (чпу)

 

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для размерной настройки металлорежущих станков с ЧПУ. Цель изобретения - поьшение точности размерной настройки за счет исключения погрешности установки измерителя относительно базы станка. Для этого в устройство введена вторая измерительная головка и дополнительные элементы схемы автоматизации измерений, причем упругие элементы головок (пружины) - разной , жесткости, в первой головке больше, чем во второй, поскольку щуп первой головки в процессе размерной настройки взаимодействует как с инструментом , так и со щупом второй головки, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А3 (5D 4 В 23 15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К д ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ я (21) 3666812/25-08 (22) 25.11.83 (46) 15.04.87. Бюл. N - 14 (72) Г.А.Ищенко, В.Б.Козулин, Ю.С.Шарин, Г.И.Хлапов и В.А.Панов (53) 621.9.08(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

" № 1055627, кл. В 23 Q 15/00, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗМЕРНОЙ НАСТРОЙКИ МЕТАГЩОРЕЖУЩЕГО СТАНКА С

УСТРОЙСТВОМ ЧИСЛОВОГО ПРОГРАММНОГО

УПРАВЛЕНИЯ (ЧПУ) (57) Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для размерной настройки металлорежущих станков с ЧПУ. Цель изобретения — новьппение точности размерной настройки за счет исключения погрешности установки измерителя относительно базы станка. Для этого в устройство введена вторая измерительная головка и дополнительные элементы схемы автоматизации измерений, причем упругие элементы головок (пружины) — разной жесткости, в первой головке больше, чем во второй, поскольку щуп первой головки в процессе размерной настройки взаимодействует как с инструментом, так и со щупом второй головки.

2 ил.

1 13033

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для размерной настройки металлорежущих станков с ЧПУ.

Цель изобретения — повышение точности размерной настройки за счет исключения погрешности установки измерителя относительно базы станка.

На фиг.1 изображено устройство для размерной настройки станка с ЧПУ; на 10 фиг,2 — конструкция измерительной головки

Устройство размерной настройки содержит первую 1 и вторую 2 измерительЪые головки, каждая из которых содер- 15 жит корпус 3, воспринимающий элемент (щуп), представляющий собой шток 4 с наконечником 5 и жестко закрепленными на штоке ограничителем 6 исходного положения и рычагом 7, упругий эле- 20 мент 8, представляющий собой сжатую цилиндрическую пружину, и измерительный элемент 9 с наконечником 10, Шток

4 способен перемещаться в осевом направлении в направляющих скольжения, размещенных в стенках корпуса 3. При отсутствии внешнего воздействия на наконечник 5 воспринимающий элемент находится в исходном положении, в котором упругий элемент 8 прижимает огра- 30 ничитель 6 к стенке корпуса 3, При этом рычаг 7 удерживает наконечник 10 измерительного элемента 9 в смещенном состоянии, при котором контакты элемента (не показаны) будут разомкну35 ты. При появлении внешнего воздействия на наконечник 5, достаточного для преодоления действия упругого элемента

8 на воспринимающий, шток 4 воспринимающего элемента отклоняется от 40 своего исходного положения относительно корпуса 3, рычаг 7 освобождает наконечник 10 измерительного элемента 9, контакты которого замыкаются. При этом формируется информационный сигнал, 45 используемый в процессе размерной настройки.

Щуп первой головки в процессе размерной настройки взаимодействует как с инструментом, так и со щупом второй головки. В последнем случае необходимо исключить обоюдное срабатывание измерительных элементов первой и второй головки, которое приведет к сбою в работе устройства размерной настройки. Для этого сила, с которой упругий элемент 8 воздействует на ограничитель 6 исходного положения восприни72 2 мающего элемента, в первой головке больше, чем во второй. Первая головка

1 установлена неподвижно в рабочей зоне станка. Вторая головка 2 установлена в резцедержателе 11, перемещаемом по координате Х при помощи привода 12, управляемого блоком 13 управления приводом подачи устройства

ЧПУ. Выходы измерительных элементов головок подключены через логический элемент 14 ИЛИ на вход блока 13, прерывающего подачу в положительном (фиг.1) направлении при появлении на его входе сигнала логической "1". Выход измерительного элемента второй головки подключен также к счетному входу первого триггера 15, единичный выход которого подключен на вход логического элемента 16 И, на второй вход которого подключен выход блока

13, а выход которого подключен на информационный вход реверсивного счетчика 17. К управляющему входу счетчика 17 подключен выход блока 18 управления направлением перемещения по координате Х устройства ЧПУ. Элемент

19 временной задержки связан с входом второго триггера 20. Выход счетчика

l7 соединен с информационным входом коммутатора 21, управляющий вход которого соединен с выходом второго триггера 20, На входы триггера 20 подключены выход блока 22 технологических команд устройства ЧПУ и через элемент 19 временной задержки выход формирователя 23 сигнала "Конец отработки кадра" устройства ЧПУ. Выход триггера 20 соецинен также с контрольным входом блока 22. Выход коммутатора 21, соединен с входом сумматора 24, на второй вход которого подключен вы- . ход регистра 25 буферной памяти устройства ЧПУ. Выход сумматора 24 соединен с входом регистра 26 рабочей памяти устройства ЧПУ, на управляющий вход которого подключен выход блока

23.

Вылеты E щупа головки 2 и 1 ин1 и струмента не входят в размерную цепь, составляющими звеньями которой являются измеренное перемещение А щупа головки 2 из исходного положения до взаимодействия с базовой поверхностью и заданный размер В, а замыкающим звеном — перемещение инструмента в направлении обрабатываемой поверхности, равное А+В. Таким образом, погрешности установки головки 2 и инструмента

1303372 в резцедержателе не оказывают влияния на точность размерной настройки, Это имеет особенно важное значение, когда указанные погрешности велики, а именно при первоначальной установ5 ке головки 2 и инструмента без предварительной настройки вне станка, а также при переустановке головки и инструмента из магазина.

Если некоторое первоначальное по- !О ложение D головки ) относительно базы станка NN изменится на произвольную величину л, то на ту же величину изменится и измеренное перемещение !

А = А+ л щупа головки 2 и суммарная !5 длина составляющих звеньев размерной цепи, составит А+В+ а . Однако при этом на столько же изменится v. размер замыкающего звена — величина перемещения инструмента. Таким образом,2p погрешность установки головки 1 относительно базы станка также не оказывает влияния на точность размерной настройки.

Устройство работает следующим об- 25 разом.

После завершения черновой обработки измерительная головка 2 устанавливается в рабочую позицию поворотом резцедержателя ll после чего ей задается избыточное программное перемещение по координате Х в направлении измерительной головки 1. В процессе перемещения наконечники 5 головок приходят во взаимодействие. При этом измерительный элемент 9 головки 2 срабатывает и формирует сигнал, поступающий через элемент 14 ИЛИ на блок 13.

По этому сигналу прекращается поступ-4О ление управляющих импульсов с блока

13 на привод 12, тем самым прерывается подача по координате Х в положи- тельном направлении и, таким образом, фиксируется исходное положение щупа головки 2, Этот же сигнал, поступая на счетный вход триггера 15, изменяет его состояние так, что на нулевом выходе триггера 15 появляются сигнал логической "1", поступающий на один из входов элемента 16 И, подготавливая его для прохождения управляющих импульсов перемещения рабочего органа по координате Х с выхода блока 13 на вход реверсивного счетчика 17, таким образом, что дальнейшие перемещения щупа головки 2 по координате X подсчитываются в счетчике в виде алгебраической суммы при помощи сигнала направления перемещения, поступающего из блока 19 и управляющего режимом работы (заполнение/списывание) счетчика 17, В ходе дальнейших программных перемещений головка 2 совершает обход головки 1 (отвод -С по координате Х, перемещение по координате Y для установки щупа головки 2 напротив базовой поверхности — торца детали, прямое перемещение +С по координате Х), а затем избыточное перемещение по координате X в направлении указанной поверхности. При взаимодействии щупа головки

2 с базовой поверхностью детали происходит вторичное срабатывание измерительного элемента 9 головки 2, сигнал которого, поступая в блок 13 через элемент 14 ИЛИ, прерывает подачу резцедержателя по координате Х в положительном направлении, одновременно поступая на счетный вход триггера 15, переводит его в исходное состояние.

На нулевом выходе триггера появляется сигнал логического "0", закрывающий элемент 16 И для прохождения импульсов с блока 13 на вход счетчика 17.

В результате в счетчике оказывается записанным число -С+С+А=А, равное величине перемещения щупа головки 2 из исходного положения до базовой поверхности по координате Х. После отвода щупа от базовой поверхности в рабочую позицию резцедержателя устанавливается инструмент, которому задается избыточное. программное перемещение по координате Х в направлении головки 1. Вершина инструмента, взаимодействуя с плоским наконечником 5 щупа головки 1, вызывает срабатывание измерительного элемента 9, сигнал которого через элемент 14 ИЛИ поступает в блок 13 для прерывания подачи резцедержателя по координате Х в положительном направлении. Далее инструмент совершает по программе необходимые перемещения обхода головки 1, аналогичные описанным перемещениям головки 2, после чего в соответствии с технологической командой, записанной в очередном кадре управляющей программы, сигнал из блока 22 технологических команд устройства ЧПУ поступает на вход триггера 20 и изме" няет его состояние. Сигнал логической "1" с выхода триггера поступает в блок 22 в качестге сигнала выполнения технологической команды, а также на управляющий вход коммутатора 21, 5 130 который, открываясь, пропускает число А, записанное в счетчике 17, на один вход сумматора 24, На второй вход сумматора с выхода регистра 25 буферной памяти устройства ЧПУ поступает число, равное заданному размеру В, которое было записано в кадре управляющей программы, следующем за кадром, содержавшим упомянутую технологическую команду. На выходе сумматора в соответствии с принципом параллельного суммирования формируется число, равное сумме А+В. Как только с выхода триггера 20 в блок

22 поступил сигнал о выполнении технологической команды, формирователь

23 вырабатывает сигнал "Конец отработки кадра", который, поступая непосредственно в регистр 26 рабочей памяти устройства ЧПУ, обеспечивает запись суммы А+В с выхода сумматора

24 в регистр 26, после чего, задерживаясь в элементе 19 на время, достаточное для осуществления указанной записи, поступает на второй вход триггера 20 и переводит его в исходное состояние, при котором коммутатор 21 вновь закрывается. Сумма А+В, записанная в регистр 26 рабочей памяти, отрабатывается блоком 13 управления приводом подачи, который управляет приводом 12 таким образом,что резцедержатель 11 с инструментом перемещается в направлении обрабатываемой поверхности на величину указанной суммы, По окончании перемещения вер-. шина инструмента оказывается на уровне, отстоящем от базовой поверхности на величину заданного размера В„ после чего следует выполнение чистового прохода. формулаизобретения

Устройство для размерной настройки металлорежущего станка с устройством числового программного управления (ЧПУ), содержащим блок управления

3372 6 приводом подачи, формирователь сигнала конца отработки кадра, регистр буферной памяти и регистр рабочей памяти, вход которого связан с выходом формирователя сигнала конца отработки кадра, включающее первую головку со щупом, упругим и измерительным элементами и схему автоматизации измерений, содержащую последовательно соединенные первый триггер, логический элемент И, реверсивный счетчик и коммутатор, а также сумматор, первый вход которого связан с регистром буферной памяти устройства ЧПУ, а выход — с регистром рабочей памяти устройства ЧПУ, и элемент временной задержки, соединенный с формирователем сигнала конца отработки кадра устройства ЧПУ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в устройство введена установленная в резцедержателе вторая головка со щупом, упругим и измерительным элементом, первая головка установлена неподвижно в рабочей зоне станка, а упругие элементы головок выполнены в виде пружин с жесткостью у первой головки, большей жесткости пружины второй головки, схема автоматизации измерений снабжена логическим элементом

ИЛИ, связанным входами с измерительными элементами первой и второй головок, а выходом — с блоком управления приводом подачи устройства ЧПУ, и вторым триггером, входы которого связаны с элементом. временной задержки и введенным в устройство ЧПУ блоком технологических команд, а выходы — с коммутатором и блоком технологических команд, при этом выход коммутатора связан с вторым входом сумматора, в устройство ЧПУ. также введен блок управления направлением перемещения, связанный с вторым вхоцом реверсивного счетчика, а выход блока управления приводом соединен с вторым входом логического элемента И.

1303372

Составитель A.Ñåìåíoâà

Техред М.Ходанич Корректор М.Пожо

Pедактор А.Гулько

Тираж 787 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 1255/17

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4