Устройство для размерного контроля детали на станке с чпу

 

Изобретение может быть использовано в системах управления точностью обработки деталей на токарном станке с ЧПУ, Цель изобретения - повьппение точности измерения и расширение функциональных возможностей путем измерений среднего диаметра и

СОЮЗ СОЕЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19I SU oI) А1 (5D 4 В 23 15 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ. СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTW1 (21) 4144659/25-08 (22) 10,11,86 (46) 07.05.88. Бюл. Н 17 (72) Е.Г.Плетнев (53) 621.91 (088.8) (56} Sinumerlc. Система 3, система

8. Циклы измерения. Проспект фирмы

Steraens, выставка "Металлообработ ка 84". (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗМЕРНОГО КОНТРОЛЯ ДЕТАЛИ НА СТАНКЕ С ЧПУ (57) Изобретение может быть использовано в системах управления точностью обработки деталей на токарном станке с ЧПУ. Цепь изобретения — повышение точности измерения и расширение функциональных возможностей путем измерений среднего диаметра и

1393592 отклонений от круглости 1брабс таиной на станке детали, а также биения заготовки перед обработкой. Измерения проводятся при помощи установленного в револьверной головке 2 станка датчика 1 касания на вращающейся контролируемой детали 7, закрепленной в патроне 6 шпинделя. Перемещение датчика l по поперечной координате измеряется преобразователем 3, привязка датчика 1 к координате станка осуществляется при помощи эталонного элемента 4, поверхность которого находится на известном расстоянии от оси шпинделя. Под действием управляющей программы УЧПУ датчик 1 перемещается до контактирования с поверхностью контролируемой детали 7, а затем — до положения полного неконтактирования эа оборот шпинделя и далее до положения полного контактирования за оборот шпинделя. В моИзобретение относится к контрольH -измерительной технике и может быть использовано в системах управления точностью обработки деталей на токарных станках с ЧПУ.

Цель изобретения — повышение точ-! ности измерения и расширение функциональных возможностей при размерном контроле детали на станке с ЧПУ за счет возможности при проведении измерений на вращающейся в шпинделе станка детали получать данные о среднем рациусе (диаметре) детали, о погрешности формы обработанной детали и биении загстовки.

На фиг.l представлена схема предлагаемого устройства; на фиг,2 — схема формирователя сигналов записи; на фиг.З вЂ” схема узла блокировки перемещения суппорта; »а фиг.4 — зпюры сигналов, поясняющи» работу устройства: а - выходной сиги-ut датчика касания; — вьмодной сигна I формирова— теля импул»сов; в — выходной сигнал формирователя; г — смена дискреты преобразования преобразователя линейных перемещений суппорта станка по поперечной координате„

10 !

25 менты достижения указанных положений формирователь 17 вырабатывает сигналы записи данных на выходе преобразователя 3 в регистры 9 и 10 памяти, в регистре 8 запоминается выходной сигнал преобразователя 3 при касании датчиком 1 поверхности эталонного элемента 4. На основании полученной информации вычислительный блок 11 формирует на выходе значения среднего радиуса (диаметра) и отклонения от круглости обработанной детали или биения заготовки. Применение режима блокировки перемещения суппорта позволяет проводить измерения с высоким быстродействием, так как вывод датчика 1 на контролируемую поверхность осуществляется на повышенной скорости, а измерительные перемещения датчика на пониженной скорости имеют минимальную длину. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Устройство для размерного контроля детали на станке с ЧПУ содержит датчик 1 касания, установленный в револьверной головке 2 станка, преобразователь 3 линейных перемещений суппорта по поперечной координате, эталонный элемент 4, установленный на известном расстоянии от оси шпинделя 5 станка, в патроне 6 которого закреплена контролируемая деталь 7, регистры 8 — 10 памяти, информационньпчи входами соединенные с выходом преобразователя 3, вычислительный блок 11, входами подключенный к выходам регистров 8 — 10, триггеры 12l5, дешифратор 16 команд УЧПУ, формирователь 17 сигналов записи, формирователь 18 импульсов, узел 19 блокировки перемещения суппорта, причем триггер 12 выходом соединен с входом записи регистра 8, входом установки— с выходом датчика 1 касания, а входом сброса — с первЬ|м выходом дешифратора 16, второй выход которого соединен с входами сброса триггеров

l3 — 15 и первым входом узла 19, третий„ четвертый и пятый выходы — с входами установки триггеров 13 — 15

1393592 соответстве.:".), а шестой выход — с вторым входом узла 19, »вь»ходы;-риггеров 13 — 15 соединены с входами разрешения записи регистров 8 — 10 соответственно, формирователь 17 выходом соединен с входам»: записи регистров 9 и 10, первым входом — с выходом датчика касания, Вторым и третьим входами — с выходами триггеров 14 и

15 соответственно, а четвер к»м входом — с выходом формирователя 18 третий вход узла 19 соединен с выходом триггера 12, а четвертый вход с выходом формирователя 17 (фиг.l).

Последний образован элементами 20-23 (фиг,2), а узел 19 — элементами 2426.

Устройство работает следующик» образом.

Запускается программа УЧПУ привязки измерительных средств к поперечной координате станка, при этом по командам УЧПУ импульсом на втором выходе дешифратора 16 обеспечивается сброшенное состояние триггеров 14 и

15, а импульсами на первом и третьем выходах дешифратора 16 — сброшенное и установленное состояние триггеров

12 и 13 соответственно. Датчик 1 касания перемещается по управляющей программе иэ исходного положения в положение, при котором обеспечивается взаимодействие датчика 1 и поверхности эталонного элемента 4, в момент касания сигналом датчика 1 устанавливается триггер 12, это приводит к записи данных на выходе преобразователя

3 в регистр 8 памяти. Далее датчик 1 касания возвращается в исходное положение и устройство готово к проведению измерений на контролируемой детали 7, для чего запускается соответствующая программа УЧПУ. При этом импульсами на первом и втором выходах дешифратора 16 обеспечивается сброшенное состояние триггеров 12 — 15, а также сброшенное состояние триггера 21 в формирователе 17.

Шпиндель станка приводится во вращение, датчик 1 геремешается из исходного положения в положение, при котором обеспечивается взаимодействие последнего и поверхности контролируемой детали 7, после чего импульсом с четвертого выхода дешифратора 16 устанавливается триггер 14, при этом на вход регистра 9 поступа45 ет сигнал разрешения записи, и снимается сигнал сброса триггера 21 в формирователе 17. Далее датчик 1 перемещается в положение, при котором

5 отсутствует взаимодействие последнего с поверхностью контролируемой детали

7, при этом триггер 21 установится в момент времени, когда между соседними импульсами на выходе формирователя

18, т.е. по крайней мере не менее, чем эа один оборот детали, отсутствуют срабатывания датчика касания, устанавливающие триггер. 20, что co)5 ответствует достиже»»»»ю полного отсутствия контактирования датчика 1 касания с контролируемой деталью 7.

В момент переброса триггера 21 в установленное состояние данные с вь»20 хода преобразователя 3 переписываются в регистр 9 памяти. Далее импуль«ми с второго выхода дешифратора 16 сбрасывается триггер 14 что вызывает также сброс триггера 21, а с пя?5 того выхода — устанавливается триггер 15, что снимает сигнал сброса триггера 21. Датчик 1 касания перемещается в положение, в котором обеспечивается полное контактирование

30 последнего с поверхностью контролируемой детали. В момент достижения полного контактирования на вход записи регистра 10 памяти поступает сигнал записи и в нем запоминаются данные с выхода преобразователя 3.

По программе УЧПУ запускается вычислительный блок (не показан), который формирует результаты измерения:

Х + Х

R = R х +-i- — -г

4Q

Ф вЂ” х — х У где Rg — средний радиус контролируемой детали;

R - расстояние от оси шпинделя до поверхности эталонного элемента, измерение которого осуществляется предлагаемым устройством,при замере радиуса обработанной детали стан"

50 дартным средством измерения; х — данные, запомненные регистром 8; х„ — данные, запомненные регист" ром 9;

55 x„ — данные, запомненные регистром 101

6 — отклонение от круглости контролируемой детали или биение контролируемой заготовки.

1 393 )92

После с»(чтил блокировки сбросом триггера ?4 "дт (>(к (7<)ремс щдетг>( до мо <етттд =p тг>. (.>;((3;>II»)7 к поверх«(сти э T3..-((7»I «ëã. - -(еме»i7;(4 нд пс ниженной и э "1= ) ит(л т i(. й

"корости, После

« росом триггер;

<-нятил б (о»-.тт ) нт. (1

24 датчик т т«>нп голожет()те, (Ep < и»-. нд кон рс пир с "1<7>< обесг.«инаеп« "(ДЕ)T<:H Б ИСХОДНО Р

>Ведении и3«ереннй

<ТЕ ", > ->И Нт(<тт(ДПЕ

;»,,а>1«УЧГ" -(3pn 1((7 «(. (В ) 3 В > >щ;(е т(Я Р Il((х() JEII<) е- ,>т;ение п> пр(грд (ме . У, Для работы устро(1(> вд н ре»(тме обеспечения минимальной деформаци»1 упругого элемента ддт«ика касания, соответствующей достттженит<> положения полного котттдктир< Вания, и для 1)o »br щения быстродействия измерений вводится узел 19 блокировки перемещенил суппорта. При этом алгоритм функционирования предлагаемого устройстнд имеет следующие особенности, При привязке измерительных сpe;>,cTI> E(fc<)(>pдинате станка цо эталонному элементу 4 три(гер 24 устдндвлинаетс.л импульсом с второго выхода дешифратора

16, датчик 1 каса«ил ннд«але перемещается из исходног<) положештя к контролируем.)I(детали на поньш(еH ной скорости, н момент его срабатывания устанавливается предварительно сброшеттный триггер 5?, и на выходе у>лд 19 возникает сигнал блокировки °

УЧПУ, приняв сигндi(блокиротзки,пре— крдщает заданное программой перемещение или отрабатывает остаток здданного перемещения Вхолостую, при

3 T () м с H г н а. (б (о к (p() н к((f (д и р и>-1 е р закрывает ко.>мутатор . 7, преп» гстн п> цнй ((p(>хождешпн им«у:(ьсон нд блок 2Н управления (нагов(„гт прпв< дом су(тпортп

Г та»(к 3 (10 попеpp« fl(й коордит(. те ((О(— ле «го импулт- <..<)> с ш«стого н>,(х дд дешифрдторд сбрдсз,(ндетс я триггер 24, сигнал блокиро(3K<1 с ныходд УH.-(д 19 с»(»(мается ц ц..> l.i>I(ê кас днил перемс-— щаетсл < т (О:.. p;;i!i> тн эт((>(от(к г. элемента нд рдс . г, «(и (, прп к< тс>р )м дат«ик 1»lе к ) ii i >»(ò(1()уст с понерх ностью этдлош(с>г ) (.Теме >(T3 4. Тр (ггер !2 вновь -брдсындc тся, "".T,iH нлиндн)тся, риг(c pbi 1 3 ?i 24 и ддт (I(E;

1 пс реме Пдетс „ц )r<- (e»(та срэбдтынания к и-> <ерхн< с гп Tдпотш >г(> элемента 4 H.l понижен» й:тэмеритсi .I,H<>I(< корост; . пн ннс е < остояние триггvpnr> 2 — 15 н U(; I>ic) B.rlpHH(>(триггера 24, цдтчик

1 «e p(«c i(I;(e Tc»I т(а поньппенной скорости до момента y(тановки триггера 12 и дальнейшее перемещение блокируется.

Затем блокировка перемещештя снимается сбросом тригт, р.- 24 и датчик 1 пере«(п(аетсл на пониженной скорости

ТО от контролируемой поверхности до положения полногс) отсутствия контактиро»3;(нт(>т с кот(тролируемой деталью, н кото!к>м пс.ремещение блокируется выходным сигналом формирователя 17 °

15 После снятия блокировки импульсом с «с твертого выхода дешифратора 16 и установки триггера 15 датчик 1 перемещ;(стся цд пониженной скорости до положения достижения полного контак2(т тироля>(ил, где перемег(ение Вновь блокируется, а после снятия сигнала блокировки сбросом триггера 15 дат«(к 1 возвращается н исходное положение нд по>чппенной скорости, Величина

?5 ((от«(же((«он скорости выбирается такой, чтобы нд смену дискреты преобразователя 3 приходилось не менее 2-3 оборото» шпинцеля °

ЗОфо(му..; а изобретения

1 Устройство для размерного контро>(я детали на танке с ЧПУ, содержащее датчик касания, установленный

E3 p(. во JI» »3(. pf(oIE головке станка, преоб() 3 3<)H i T(JII ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ СУПпорта (танка по поперечной координате, .>талош(ый элемент, два регистра п,>мя (т>, > т(фор((д(Е>(онцыми входами сое0 Ди»(е»(нт,>е- с в»(ходом преобразонате>I»I I с рный триг "ер, выходом соединенный с входом:Записи первого регт, 7рд, д входом устдновки— с -„ыходом датчика каса«ия, вто4<> I)c>I(H трети« триггеры, выходами

cc><=JEHE(eHHb((с входами разрешения заг;r>or((7c pE3c>l и н горого регистров соотиетст,3<>нно, дешифратор команд

УЧПУ, г ервым выходом соединенный с

»ход )«сброс(1 первого триггера, втоpb(» в»(ход<-м — с Входа ми сброса н то рого и тре.тьего тригг< p í, а третьим и « тнертым вьг;,одами — с Входами уста»онт(r E>T(рого и третьего триггеров соответственно, вычислительньп. блок, т(ерным и в7орым нх дами соединенньпт с Выходами первого и второго регистpд со<этветгтнет(т(о, о т л и ч à E()—

IiI е е с я Tt M что, с целью повьппе)3935 ния точности измерения и расширения функциональных воэможностей, устройство снабжено третьим регистром памяти, выходом соединенного с третьим входом вычислительного блока, а информационным входом — с выходом преобразователя, четвертым триггером, входом, установки соединенного с пятым выходом дешифратора, а входом сброса — с вторым выходом дешифратора, формирователем сигналов записи, выходом соединенного с входами записи второго и третьего регистров, первым входом — с выходом датчика касания, вторым и третьим входами— с выходами третьего и четвертого триггеров соответственно, формирователем импульсов, выходом соединенно92 8 го с четвертым входом формирователя сигналов записи.

2. Устройство по п,1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью минимизации деформации упругого элемента датчика касания и повышения быстродействия, оно содержит узел блокировки перемещения суппорта, первым и вторым входами соединенного с вторым и шестым выходами дешифратора соответственно, третьим входом — с выходом первого триггера, а четвертым входом — с выходом формирователя сигналов записи.

3. Устройство по пп.) ш 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, формирователь импульсов выполнен в виде датчика оборотов шпинделя.

1393592

М he/

W Ьм) Фыч 9

Составитель А.Семенова

Техред Л.Сердюкова

Корректор С.Шекмар

Редактор Н.Рогулич

Заказ 1916/14

Тираж 921

Подписное

Производственно-полиграф.нческое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 ь1 4

ВНИИ11И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, 11осква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

I g

) в