Способ коррекции положения резца на металлорежущем станке с чпу

Изобретение относится к области металлообработки. Способ коррекции включает имитацию нагружения резца силами резания посредством гирь, подвешенных через систему независимых блоков на тросах, расположенных в направлении действия продольной и поперечной сил резания. При этом осуществляют перемещение резца в направлении действия продольной силы резания, а отклонения положения резца фиксируют посредством установленных на станке индикаторов положения резца в направлении действия продольной и поперечной сил резания на каждом заданном шаге перемещения резца, причем при занесении полученных данных в систему коррекции положения резца учитывают направление его перемещения. Использование изобретения позволяет повысить точность обработки и качество обработанной поверхности детали. 1 ил.

 

Изобретение относится к области обработки заготовок на металлорежущих станках с числовым программным управлением и может быть использовано для построения системы автоматического управления процессом формообразования для устранения геометрических погрешностей обрабатываемых заготовок.

Известны способы коррекции кинематической цепи винторезного станка [SU 1380913 А2, 06.02.1986 г.; АС №625909, 30.09.1978]. Недостатками этих способов является то, что авторы учитывают только погрешности ходового винта и шпинделя, не рассматривая факторы, влияющие на точность изготовления изделий, вызванные отклонениями других элементов технологической системы.

Известен способ автоматической компенсации тепловых смещений шпинделя металлорежущего станка с числовым программным управлением, который заключается в том, что устанавливает тепловые смещения шпинделя станка в процессе обработки и позволяет вводить коррекции в перемещение рабочих органов станка по управляемым осям координат. При этом для конкретной индивидуальной модели металлорежущего станка с ЧПУ определяют типовые закономерности изменения во времени функций тепловых смещений шпинделя, их вид и параметры по каждой из осей координат и для каждой частоты вращения шпинделя [см. патент №2499658, МПК B23Q 15/18, опубл. 27.11.2013].

Недостатками предлагаемого способа является то, что авторы не учитывают геометрию обрабатываемых деталей, глубину резания, величину отжатий режущего инструмента, износ режущего инструмента и прочие погрешности, которые возникают в процессе обработки заготовки.

Также известно устройство компенсации тепловых и силовых погрешностей токарного станка, относящееся к металлообрабатывающей промышленности и системам автоматического управления, в частности процессам резания металла при механической обработке деталей. Устройство содержит систему коррекции выявленных погрешностей и снабжено программно-аппаратными средствами для автоматической корректировки положения резца в процессе металлообработки. Содержит лазерный датчик перемещения шпинделя в горизонтальной плоскости формообразования посредством фокусировки луча непосредственно на его поверхности. Для измерения перемещения резца под воздействием силовых и тепловых факторов в процессе обработки на нем закреплен отражатель в виде прямоугольной призмы, на которой фокусируется луч второго лазерного датчика. Процессоры лазерных датчиков рассчитывают расстояние до поверхности шпинделя и отражателя, а полученные данные направляются в систему коррекции выявленных интегральных погрешностей СПЧУ станка, где программно-аппаратными средствами производится автоматическая коррекция положения резца в горизонтальной плоскости формообразования. Таким образом, за счет выявленных тепловых и силовых погрешностей обеспечивается точность обработки детали [см. патент №2438830, МПК В23В 25/06, опубл. 10.01.2012].

Недостатком известного устройства является то, что в своей конструкции оно использует два лазерных датчика, один из которых измеряет положение шпинделя в оси X, а второй - положение державки резца в оси Y. Таким образом, не учитываются отклонения шпинделя и державки резца в других осях, а также размерный износ режущей пластины резца.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является выбранное в качестве прототипа устройство для определения жесткости станков, относящееся к станкостроению, в частности к определению жесткости фрезерных сверлильных станков с ЧПУ. Устройство содержит корпус, динамометрический узел, установленный в корпусе и выполненный в виде контактного элемента, и измерительный преобразователь. При вращении шпинделя измерительный преобразователь фиксирует его биение, а при включении одного или нескольких гидроцилиндров, имитирующих усилие при фрезеровании, определяется податливость шпиндельного узла. Включая поочередно один или несколько гидроцилиндров, а также регулируя усилие каждого из них путем изменения давления масла в гидросистеме, можно получить реальную картину зависимости отклонений шпинделя в различных направлениях и при различных нагрузках [см. SU 1426700 А1, МПК В23В 25/06, опубл. 30.09.1988].

Недостатком способа является то, что авторы не учитывают все факторы, влияющие на точность изготовления изделий, вызванные отклонениями всех элементов технологической системы.

Задачей изобретения является обеспечение более полного использования возможностей современного станочного оборудования с числовым программным управлением, расширение его технологических и эксплуатационных возможностей.

Технический результат изобретения выражается в повышении точности металлообработки, повышении качества обработанной поверхности на металлорежущих санках с ЧПУ, продление срока службы оборудования.

Это достигается тем, что в отличие от известного технического решения в предлагаемом способе имитацию нагружения резца силами резания, возникающими при обработке, осуществляют посредством его нагружения гирями, подвешенными через систему независимых блоков на тросах, расположенных в направлении действия продольной и поперечной сил резания, при этом осуществляют перемещение резца в направлении действия продольной силы резания, а отклонения положения резца фиксируют в направлении действия продольной и поперечной сил резания на каждом заданном шаге его перемещения, причем при занесении полученных данных в систему коррекции положения резца учитывают направление его перемещения.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлена схема реализации способа коррекции положения резца на металлорежущем станке с ЧПУ.

Чертеж включает в себя: 1 - силы резания Рх; 2 - силы резания Ру; 3 - тросы; 4 - нагрузка (гири); 5 - индикаторы (ΔХ, ΔY); 6 - режущий инструмент; 7 - система координат станка; 8 - система коррекции положения режущего инструмента; 9 - привод суппорта; 10 - вольтметр цифровой; 11 - шаг регистрирующих координат от А до В; 12 - инструментальная головка; 13 - салазки суппорта; 14 - ход ОХ суппорта; 15 - ходовой винт; 16 - положение суппорта А-Б.

Способ коррекции положения резца на металлорежущем станке с ЧПУ осуществляется за счет эмуляции составляющих силы резания Рх (1) и Ру (2) путем нагружения подвешенными на тросах (3) гирями (4) через систему независимых блоков. Индикаторы (5) фиксируют отклонения режущего инструмента (6), установленного в инструментальной головке (12), которая в свою очередь установлена на салазках суппорта (13), в системе координат станка (7). Перемещение суппорта осуществляется в направлении оси ОХ (14). Полученные данные заносятся в систему коррекции (8) положения режущего инструмента (6) для определения величины необходимой коррекции с учетом направления перемещения режущего инструмента (6) и возникающих при обработке усилий. Измерения производятся на участке ходового винта (15) от точки А до точки Б (16) через шаг (11). Ходовой винт (15) приводится в движение приводом суппорта (9), при этом производится фиксация напряжения посредством цифрового вольтметра (10).

Предлагаемое техническое решение позволяет повысить точность металлообработки и качество обработанной поверхности на металлорежущих станках с числовым программным управлением, за счет коррекций, введенных через специальный набор команд, встроенных в систему ЧПУ, или через возможность ввода данных в системы ЧПУ с открытой архитектурой.

Способ коррекции положения резца на металлорежущем станке с ЧПУ, включающий имитацию нагружения резца силами резания, возникающими при обработке, определение отклонений положения резца в зависимости от возникающей нагрузки, которые фиксируют в системе координат станка посредством установленных на станке индикаторов положения резца, при этом полученные данные заносят в систему коррекции положения резца для расчета величины необходимой коррекции, вводимой в траекторию перемещения резца при обработке, отличающийся тем, что упомянутую имитацию нагружения резца осуществляют посредством его нагружения гирями, подвешенными через систему независимых блоков на тросах, расположенных в направлении действия продольной и поперечной сил резания, при этом осуществляют перемещение резца в направлении действия продольной силы резания, а отклонения положения резца фиксируют в направлении действия продольной и поперечной сил резания на каждом заданном шаге его перемещения, причем при занесении полученных данных в систему коррекции положения резца учитывают направление его перемещения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения, в частности станкостроению, и может быть использовано в станках с возвратно-поступательно движущимися узлами. .

Изобретение относится к области обработки полых длинномерных тел вращения, а именно к способам управления обработкой стволов артиллерийских установок. Способ управления обработкой стволов артиллерийских установок включает в себя сверление отверстия заготовки ствола и наружное точение.

Режущий инструмент включает держатель и съемную державку, имеющую сменные режущие пластины, при этом держатель включает основной корпус (10), а также опорный корпус (11) для державки (7).

Изобретение относится к области испытаний металлорежущих станков при действии термических воздействий. В качестве параметров, характеризующих термическое состояние станка, используют отклонение положения оси шпинделя станка по двум линейным координатам в горизонтальной плоскости, отклонение углового положения оси шпинделя и угловое перемещение оси шпинделя относительно базы под заготовку, которые измеряют посредством расположенных на разных уровнях шпинделя двух пар преобразователей линейных перемещений шпинделя после завершения стандартного цикла работы станка при проведении тестовых испытаний.

Изобретение относится к области обработки резанием и может быть использовано для испытания зенкеров и исследования обрабатываемости конструкционных материалов зенкерованием.

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано при проведении исследований и испытаний на жесткость металлообрабатывающих станков с ЧПУ. Осуществляют взаимную установку подвижного стола станка относительно оправки, закрепленной в его шпинделе, с их контактом через датчики силы, установленные по трем взаимно перпендикулярным координатным осям на столе, и шаром в точке с координатами, соответствующими действию силы резания.

Способ включает установку заготовки во вращающихся центрах. Предварительно устанавливают положение оси, по которой осуществляют базирование заготовки, путем обмера поперечных сечений заготовки с определением координат точек контура сечения, по которым определяют положение центров тяжести её поперечных сечений с последующим усреднением методом наименьших квадратов.

Способ заключается в том, что заготовку устанавливают на поддерживающие ролики люнетов и зажимают ее поддерживающими роликами, совмещая ось вращения заготовки с осью центров станка.

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано для определения твердости обрабатываемого материала при разных режимах резания в конкретных условиях обработки на выбранном технологическом оборудовании для оценки правильности выбора режимов резания или их коррекции в процессе обработки.

Изобретение относится к области металлообработки и может быть использовано для уменьшения эксцентричности внутренней поверхности (7) полой детали (1), в частности полого вала, относительно ее наружной поверхности (9).

Изобретение относится к области металлообработки и может быть использовано при автоматизированной механической обработке изделий со сложным пространственным профилем и высокими требованиями по качеству и точности обрабатываемой поверхности, формируемой посредством обработки точением на токарных станках нанометрической точности с ЧПУ.

Изобретение относится к области металлообработки. Способ коррекции включает имитацию нагружения резца силами резания посредством гирь, подвешенных через систему независимых блоков на тросах, расположенных в направлении действия продольной и поперечной сил резания. При этом осуществляют перемещение резца в направлении действия продольной силы резания, а отклонения положения резца фиксируют посредством установленных на станке индикаторов положения резца в направлении действия продольной и поперечной сил резания на каждом заданном шаге перемещения резца, причем при занесении полученных данных в систему коррекции положения резца учитывают направление его перемещения. Использование изобретения позволяет повысить точность обработки и качество обработанной поверхности детали. 1 ил.

Наверх