Устройство управляющего контроля отклонений формы в поперечном сечении

 

GIl ИСАНИЕ 791498

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Соцналнстнческнк

Республик (6! ) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22) Заявлено 20.04.77(21) 2478209/25-08 с присоединением заявки лв

3 (5! )М. Кл.

В 23 Я 15/00

Государственный комитет (23) Приоритето†по делам изобретеиий и открытий

Опубликовано 30,12.80. Бюллетень Рй 48

Дата опубликования описания 31.12.80 (53) УДК 621.9.

08. (088.8) Ю. А, Шачнев, Ю. Л. Николаев; Б. Г. Парфенов, С. Г. Тактаров и B. А. Смирнов (72) Авторы изобретения (73) Заявитель

Московское ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени высшее техническое училище имени H. Э. Баумана (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЯЮЩЕГО КОНТРОЛЯ

ОТКЛОНЕНИЙ ФОРМЫ В ПОПЕРЕЧНОМ

СЕЧЕНИИ

Изобретение относится к машиностроению, и в частности к станкостроению, и может быть использовано для исправления формы обрабатываемой детали в поперечном сечении.

Известно устройство для поддержания и исправления заданной формы обрабатываемой детали в поперчном сечении, содержащее прибор для контроля формы детали и схему управления последовательно включенными цифроаналоговым преоб1О разователем, элементом сравнения, аналого-цифровым преобразователем, синхронизатором совпадения измеренного участка с временем подачи этого участка на

15 круг и дополнительной подвижной опорой, подающей деталь на инструмент Ц.

Недостатком известного устройства является сложная схема управления, которая позволяет исправлять заранее известную погрешность формы, т.е. схема управления настраивается на исправление какойто заданной погрешности, например огранки, овальности и т.a., что достигается

2 путем установки прибора активного контроля относительно подающего элемента.

Ыель изобретения — состоит в упрощении конструкции известного устройства, повышении быстродействия и точности.

Поставленная цель достигается за счет того, что устройство снабжено блоком выделения и аналогового преобразования сигнала отклонения формы обрабатываемой детали, вход которого подключен к выходу датчика, а выход связан с преобразователем перемещений, встро- енным в узел базирования детали на станке, На фиг.1 представлена функциональная схема устройства применительно к процессу внутреннего врезного жепобошпифования колец подшипников на опорах на фиг.2 — график временной зависимости радиуса в поперечном сечении обрабатываемого желоба.

Устройство содержит индуктивный датчик 1 и блок 2 выделения аналогового преобразования сигнала отклонения

1498 ф

20

ЗО

3 79

9ормы обрабатываемой детали, выполненный в виде последовательно соединенных электрических автивных фильтров 3 высокой и низкой частоты, электрической линии 4 задержки, представляющей собой набор последовательно соединенных интегрирующих КС-цепочек, усилительного элемента 5, безинерционный электромеханический преобразователь 6 перемещений, например магнитострикционного или электрострикционного типа, являющийся исполнительным механизмом. Такой преобразователь связан механически с базовой опорой 7, например, через рычажную систему или является собственно базовой опорой и в этом случае жестко связывается одним концом с износостойким башмаком 8, а вторым закрепляется íà перед нем суппорте 9, Последнее определяется, главным образом, габаритами и электромеханическими характеристиками исполнительного механизма, а также конструктивными особенностями узлов крепления детали. Обрабатываемое кольцо 10 базируется наружной поверхностью на башмаках 8 и 11.

Индуктивный датчик 1 предназначен для получения информации о текущем размере радиуса в поперечном сечении обрабатываемого желоба, преобразования этой информации в электрический сигнал, а также для управления циклом поперечной подачи шлифовального круга 12 (черновая правка, чистовая, выхаживание, отскок) через механизм гидросистемы 13. С выхода индуктивного датчика 1 сигнал о текущем размере радиуса K (5) поступает в блок 2 выделения и преобразования сигнала отклонения формы обрабатываемой детали, в котором сигнал () преобразуется в знакопеременный электрический сигнал < ($) характеризующий ошибки при формообразовании, Последний определяется как разность между фактическим процессом изменения размера текущего радиуса Ф"(L} и процессом изменения размера радиуса ф (t) ., инвариантным по отношению к формообразующим возмущениям, проявляющимся в пределах времени Т одного оборота, Зтот же каскад отфильтровывает высокочастотные составляющие от помех фильтрами низкой и высокой частоты.

С выхода фильтров 3 сигнал ошибки $(fi) поступает на электрическую линию 4 задержки, введенную вследствие того, что позиция измерения (точка сьема измери- тельной информации А) и позиции регулирования (точка абразивного воздействия Б) разнесены на некоторый угол, Величина задержки g корректируется о с учетом инерционности преобразователей и настраивается путем переключения RC цепочек линии задержки. С выхода линии задержки 4 сигнал ошибки усиливается по напряжению с помощью усилительного элемента 5(о(г - )) и поступает на электромеханический преобразователь малых перемещений 6 электрострикционного типа, В качестве такого преобразователя в данном случае используются пьезопакеты, состоящие из ряда соединенных между собой методом спекания пьезоэлементов системы ILTC. Данный преобразователь выполнен в виде цилиндра, диаметр которого 15-30 мм, а высота—

40-60мм. При приложении к его обкладкам электрического напряжения в преде-. лах 200-300В он удлиняется на +2030 мкм в полосе частот до 100 Гц и более при линейности статической характеристики, Такой преобразователь не изменяет своих характеристик при приложении осевого усилия до 1000 Н, что в несколько раз превышает реальное усилие резания при шлифовании. Малые габариты пьезокорамического преобразователя, а также его удовлетворительные электромеханические характеристики позволяют использовать его в качестве управляемой опоры. Йля этого один конец пьезопакета закрепляется íа переднем суппорте 9, например, с помощью стального переходника, крепление которого и статическая настройка аналогичны креплению и настройке, используемой в настоящее время стальной опоры, т.е. с помощью двух болтов, а второй конец пьезопакета жестко связывается с износостойким башмаком 8, контактирующим с наружной поверхностью кольца 10, При этом пьезопакет закрывается металлическим кожухом с целью его герметизации от воздействия СОЖ. Подаваемое на пьезокерамическую опору напряжение, пропорциональное сигналу ошибки, вызывает дополнительное возвратно-поступательное перемещение башмака 8, а спедовательно, пропорциональное изменение глубины резания.

Устройство можно использовать и совместно с датчиком контроля размера радиуса наружной (базовой) поверхности кольца. В данном случае система будет работать по доминирующему формообразующему возмущению, компенсируя его влияние.

I

I фиг. 1

Составитель B. Влодавский

Редактор Т, Морозова Техред "<< KG, . корректор Л. Иван Заказ 9351/12 Тираж 1 1 60 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", r,Óæãîðoä, ул. Проектная, 4

Вся электронная часть устройства выполнена иэ малогабаритных элементови легко встраивается в стандартный блок активного контроля типа БВ-4100, составляя с ним единое целое. Йополнительная модернизация станка в данном случае сводится лишь к замене существующей базовой опоры на предлагаемую управляемую опору.

Устройство с аналогичной конструкцией может быть использовано и при круглом наружном шлифовании на центрах, связывая безинерционный электромеханический преобразователь малых перемещений, например, с опорами люнета или центрами, а в ряде случаев путем использования пьезокерамических центров, деформирующихся Boll действием электрического напряжения на изгиб, 6

Формула изобретения

Устройство управляющего контроля отклонений формы в поперечном сечении, содержащее индуктивный датчик активного

5 контроля размеров, связанный с преобразователем перемещений, î r л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью упрощения, устройство снабжено блоком выделения, и аналогового преобразования сигнала отклонения формы обрабатываемой детали, вход которого подключен к выходу датчика, а выход связан преобразователем перемещений, встроенным в узел базирования

:детали на станке.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ГДР N 109551, кл. 49гл.15/06, 1973.