Способ контроля установки объекта в зажимном устройстве станка

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в металлообрабатывающем производстве для контроля установки деталей и инструментов в зажимных устройствах станков. Целью изобретения является повьшение точности и надежности контроля установки объекта и расширение области применения за счет автоматизации контроля координат объекта и параметров, характеризующих ориентацию объекта относительно оси шпинделя. Оптоэлектронный датчик подводят к объекту. закрепленному в зажимном устройстве станка, до момента пересечения его оптической оси с образующей объекта и фиксируют датчик в этом положении. Затем объект приводят во вращение, выделяют постоянную составляющую сигнала датчика, измеряют ее уровень и определяют разность между уровнем измеренного сигнала и заданным уровнем . В зависимости от знака разности сигнала перемещают датчик в направлении , перпендикулярном оси шпинделя станка, до момента достижения равенства нулю разности сигналов и затем датчик фиксируют вновь. По координатам датчика определяют координаты объекта, затем выделяют в спектре сигнала датчика гармонические составляющие на частоте вращения объекта и на частоте , равной удвоенной частоте вращения объекта, по величине амплитуд этих составляющих судят об эксцентриситете и перекосе установки объекта в зажимном устройстве. Кроме того, выделяют и измеряют экстремальные значения сигнала датчика, которые соответствуют минимальному и максимальному диаметрам объекта. 1 з,п, ф-лы, 2 ило (Л lib 00 со О5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 В 23 В 25/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4276672/31-08 (22) 06.07,87 (46) 07.03.89. Бюл. ¹ 9 (71) Ленинградский институт авиациI онного приборостроения (72) Г.В.Нежданов, А.В.Кузнецов, К.Н.Явленский, А.К.Явленский и С.Д.Магай (53) 62 1.941 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1070427, кл. G 01 В 21/00, 1982. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ УСТАНОВКИ ОБЪЕКТА В ЗАЖИМНОМ УСТРОЙСТВЕ СТАНКА (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в металлообрабатывающем производстве для контроля установки деталей и инструментов в зажимных устройствах станков. Целью изобретения является повышение точности и надежности контроля установки объекта и расширение области применения за счет автоматизации контроля координат объекта и параметров, характеризующих ориентацию объекта относительно оси шпинделя. Оптоэлектронный датчик подводят к объекту, 1

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в металлообрабатывающем производстве для контроля установки деталей и инструментов в зажимных устройствах станков.

Целью изобретения является повышение точности и надежности контроля установки объекта и расширение обласзакрепленному в зажимном устройстве станка, до момента пересечения его оптической оси с образующей объекта и фиксируют датчик в этом положении.

Затем объект приводят во вращение, вьделяют постоянную составляющую сигнала датчика, измеряют ее уровень и определяют разность между уровнем измеренного сигнала и заданным уровнем. В зависимости от знака разности сигнала перемещают датчик в направлении, перпендикулярном оси шпинделя станка, до момента достижения равенства нулю разности сигналов и затем датчик фиксируют вновь. По координатам датчика определяют координаты объекта, затем вьщеляют в спектре сигнала датчика гармонические составляющие на частоте вращения объекта и на частоте, равной удвоенной частоте вра- С, щения объекта, по величине амплитуд этих составляющих судят об эксцентри- 3 ситете и перекосе установки объекта в зажимном устройстве, Кроме того, вьделяют и измеряют экстремальные значения сигнала датчика, которые соответствуют минимальному и максимальному диаметрам объекта. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. ти применения за счет автоматизации контроля координат детали и параметров, характеризующих ориентацию детали относительно оси шпинделя, и момента встречи инструмента с деталью.

На фиг.1 представлена схема уст-. ройства, реализующего предложенный способ; на фиг.2 — схема,.поясняющая

3 М633 асчет элементов перекоса установки бъекта в зажимном устройстве станка.

Устройство включает размещенные а суппорте 1 станка в резцедержате-! 5 ле оптоэлектронный датчик 2, состоя1ций из излучателя 3, фотоприемника

4, подключенного к входу последовательно соециненных согласующего усилителя 5, перестраиваемото фильтра

6 и универсального вольтметра 7.

Фотоприемник оптоэлектронного датка 2 может быть выпо .нен на фотоанзисторе, излучатель 3 — на излующем диоде, согласующий усилитель — по стандартной схеме, а перестрадаваемый фильтр 6 представляет собой стандартный прибор — универсальный фильтр.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении оптоэлектронВый датчик 2 вместе с суппортом находится в отведенном положении, при запуске гибкого автоматизированного

Модуля механической обработки робот загрузки осуществляет установку объ25

Ф екта 8 в зажимное устройство, фильтр

6 в этом случае настроен в режиме измерения нижних частот, а универсальйый вольтметр ? включен в режиме изМерения постоянного напряжения. При этом начальный уровень сигнала оптоэлектронного датчика 2, измеряемый йа выходе фильтра 5 с помощью вольт30

Метра 7, равен заданной величине, на- 5 пример — 15 В что соответствует отсутствию перекрывания потока оптоэлектронного датчика 2. После закрепления объекта 8 в зажимном устройстве станка и отвода схвата робота в исходную позицию осуществляется перемещение суппорта 1 станка с установленным на нем оптоэлектронным датчиком 2 в направлении, перпендикулярном оси шпинделя станка до момента пересечения оптической оси оптоэлектронного датчика 2 с образующей объекта 8, определяемого по изменению сигнала оптоэлектронного датчика 2 относительно начального уровня -15 В до заданного уровня, равного, например +1 B. После этого делают вывод о наличии объекта 8 и фиксируют оптозажимное устройство станка с закреп" пенным в нем объектом 8 с частотой, выбранной таким образом, чтобы максиэлектронный датчик 2 в укаэанном по,ложении. Затем приводят во вращение 55

96

4 мальный уровень инерционных сил, исходя из максимально возможного перекоса, не превьп ал минимального уровня несущей способности зажимного устройства, при этом обеспечивается условие безаварийной работы ГАМ механической обработки, Так, для автоматического зажимного устройства станка максимально возможная величина перекоса положения объекта составляет 1 о

v = arccos-D

< где с1 — диаметр заготовки, мм

D — диаметральный размер максиI мального раскрытия кулачков патрона.

Циклическая же частота вращения зажимного устройства станка с за" крепленным объектом 8 составляет

Ы " =300 об/мин, исходя из условия нейревьппения максимальным уровнем инерционных сил минимального уровня несущей способности зажимного устройства, что для стальной заготовки

=50 мм и 1=80 мм соответствует час тоте вращения шпинделя па х лах .G3

f — — -=8Гц

2П

)мах

Выбирая f s> f, можно остановиться на величине

f = 6,3 Гц. вр

На частоте вращения Еа объекта 8 выделяют с помощью перестраиваемого фильтра 6, работающего в режиме фильтра нижних частот, постоянную составляющую сигнала оптоэлектронного датчика, измеряют ее уровень с гомощью универсального вольтметра 7, работающего в режиме измерения постоянного напряжения, и определяют разность между уровнем измеренного сигнала и заданным уровнем, равным

+1 В. Если начальное положение оптической оси датчика 2 при невращающемся объекте не соответствует среднему диаметру объекта, то на выходе универсального вольтметра 7 возникает сигнал, отличающийся от заданного.

В зависимости. OT sHs s. pGBHocTH между уровнем измеренного сигнала и заданным уровнем оптоэлектронный дат463396 6 где К вЂ” коэффициент передачи.

Затем перестраивают полосовой фильтр 6 на частоту, равную удвоенной частоте вращения, что в рассматриваемом примере составляет 12,6 Гц, и проводят измерение пикового значения выделенной фильтром 6 гармонической составляющей U и определяют величину перекоса из выражения

1-cosv 2U

cosv К<1

При превьппении этими величинами допустимых значений производят переустановку объекта 8 и повторяют контроль установки объекта 8 в зажимном устройстве станка.

При непревьппении величинами эксцентриситета и перекоса допустимых значений дальнейшее измерение производят следующим образом.

Переключают перестраиваемый фильтр

6 в режим фильтра верхних частот, причем частоту среза фильтра устанав" ливают на порядок ниже частоты вращения шпинделя, что в рассматриваемом примере

Фор мула

5 1 чик ? перемещают из фиксированного положения в направлении, перпендикулярном оси шпинделя станка, при отрицательном знаке разности оптоэлекTpGHHbIH датчик 2 приближают к объек ту 8, при положительном — удаляют до момента достижения равенства нулю разности сигналов.

После этого оптоэлектронный датчик 2 вновь фиксируют, и по его коор динатам определяют координаты объекта 8: фактический средний диаметр объекта d, в контролируемом сечении.

Затем переключают универсальный фильтр 6 в режим работы полосового фильтра, а универсальный вольтметр

7 — в режим измерения пикового значения переменного напряжения. Первоначально частоту настройки полосового фильтра устанавливают равной частоте вращения объекта, выбранной в качестве примера, равной 6,3 Гц, затем с помощью универсального вольтметра 7 измеряют пиковое значение выделяемой фильтром 6 гармонической

Yrl составляющей U и определяют величину эксцентриситета объекта в контролируемом сечении

1

5

1О

50 составляет 0,63 Гц. универсальный вольтметр 7 последовательно переключают в режим измерения пиковых значений положительной полуволны сигнала и отрицательной полуволны сигнала, соответствующих попарно минимальному и максимальному диаметрам объекта 8 в контролируемом сечении, Получаемые„в результате измерений величины U+, U пересчитывают с учетом коэффициента передачи датчика в величину биения О, 6 и по измеренной ранее величине do определяют минимальный л диаметр объекта 8: dÄ Ä =d, -о+. Если минимальный диаметр объекта позволяет получить необходимый диаметральный размер объекта, то делают вывод об осуществимости обработки. Если обработка осуществима, то вычисляют максимальный диаметр объекта d =Й +5 по которому рассчитывают точку встречи инструмента и объекга.

Использование предлагаемого устройства по сравнению с известным позволяет автоматизировать процесс определения значения величин эксцентриситета и перекоса установки объекта в зажимном устройстве станка, что позволяет сделать вывод о нахождении этих величин в пределах или вне пределов допусков на них и соответственно подать сигнал в управляющую систему станка на начало обработки либо на переустановку и повторный контроль объекта в зажимном устройстве станка; существенно пбвысить надежность контроля установки объекта и безаварийность работы оборудования за счет осуществления способа до начала обработки, что исключает образование аварийной ситуации при вырыве объекта из зажимного устройства станка или поломке инструмента; автоматизировать процесс измерения минимального и максимального диаметров объек-. та, что позволяет сделать автоматический расчет определения точки встречи инструмента и объекта и припуска на обработку по максимальному диаметру или сделать заключение о пригодности обработки объекта по соответствии его заданному диаметру — по минимальному диаметру объекта. изобретения

1. Способ контроля установки объекта- в зажимном устройстве станка, . Составитель В.Жиганов

Техред Л. Сердюкова Корректор С. Шекмар

Редактор Л.Гратилло

Заказ 771/.13 Тираж 831 Подписное

ВЯИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат ".Патент", r.Óæãîðoä, ул. Гагарина,101

7 14б33 заключающийся в перемещении оптоэлек- . тронного датчика после закрепления объекта в зажимном устройстве в направлении, перпендикулярном оси шпинделя станка, до момента пересечения оптической оси датчика с образующей объекта до величины сигнала датчика, равного заданному, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повы- 1.О шения точности и надежности контроля установки объекта и расширения области применения, приводят во вращение ! зажимное устройство с закрепленным объектом, выделяют постоянную состав- 1g ляющую сигнала датчика, измеряют ее уровень и определяют разность между измеренным и заданным уровнями и в зависимости от знака разности перемещают датчик в направлении, перпендикулярном оси шпинделя до достиже,ния разности, равной нулю, после чего фиксируют датчик и по его координатам определяют координаты объекта, затем выделяют в спектре сигнала датчика гармонические составляющие на частоте вращения и на удвоенной частоте вращения объекта, измеряют амплитуды этих составляющих и по их величинам судят Об эксцентриситете и перекосе установки объекта и производят переустановку объекта с последующим контролем или формируют команду начала обработки.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что перед формированием команды начала обработки измеряют экстремальные значения сигналов датчика, соответствующие минимальному и максимальному диаметрам объектам в контролируемом сечении, и по первому сигналу определяют неисправимый брак объекта, а по второму определяют точку контакта инструмента с объектом.