Устройство определения показателей точности при токарной обработке
Полезная модель относится к области токарных станков и предназначена для определения показателей точности в процессе обработки детали. Целью изобретения является повышение точности токарной обработки и исключение брака. Устройство состоит из двух бесконтактных датчиков перемещения, которые производят измерение перемещений оси шпинделя и резца, сигнал от них поступает в компьютер, где на их основе рассчитывается и строится геометрический образ в поперечных и продольных сечениях обрабатываемой поверхности. На основе этого компьютер рассчитывает показатели точности: отклонение от круглости, погрешность размера, овальность, отклонение профиля продольного сечения, отклонение от соосности оси, радиальное биение, отклонение от цилиндричности.
Полезная модель относится к металлообрабатывающей промышленности, в частности к токарным станкам.
Известен прибор [1] (аналог) для измерения диаметров валов в процессе обработки содержащий корпус, установленную на нем колонну, на которой закреплены друг против друга измерительные наконечники, которые связаны друг с другом, при этом расстояние между наконечниками измеряется отсчетным устройством. К недостаткам известного технического решения следует отнести то, что наконечники скользят по обрабатываемой поверхности, а, следовательно, возникает вибрация наконечников, что искажает измеряемую величину.
Из уровня техники известно устройство [2] управляющего контроля отклонений формы в поперечном сечении содержащее индуктивный датчик и блок выделения аналогового преобразования сигнала отклонения формы обрабатываемой поверхности, что позволяет производить измерение текущего размера радиуса в поперечном сечении обрабатываемой поверхности (RU, №791498 В23, прототип). К недостаткам известного технического решения следует отнести то, что все измерения производятся только в одном поперечном сечении обрабатываемой поверхности и не производились измерения показателей точности по длине обрабатываемой поверхности.
В основу заданной полезной модели была положена задача значительного расширения номенклатуры измеряемых показателей точности не только в поперечном, но и в продольном сечении обрабатываемой поверхности.
Поставленная задача решается посредством того, что в процессе обработки используется устройство, состоящее из датчика угловых перемещений, датчика измерения перемещения шпинделя в горизонтальной плоскости, датчика измерения перемещения резца в горизонтальной плоскости,
платы ввода-вывода информации и персонального компьютера. Обработка детали осуществляется в центрах обычным способом, при этом шпиндель приводит во вращение деталь и резец снимает стружку при перемещении суппорта. Процесс обработки сопровождается сбором измерительной информации, поступающей со всех имеющихся датчиков в виде сигналов на плату ввода-вывода информации, которая обрабатывает их, переводит в двоичный код и подает данные в компьютер. По разработанной программе персональный компьютер рассчитывает текущий радиус обрабатываемой поверхности и строит на экране монитора геометрический образ поверхности в рассматриваемом сечении. На геометрическом образе строится базовая окружность, необходимая для расчета показателей точности в поперечном сечении, среди которых: отклонение от круглости, погрешность размера и овальность. Компьютером строится необходимое количество геометрических образов в поперечных сечениях по длине детали, что дает возможность построить геометрический образ поверхности в продольном сечении. На основе построения базового цилиндра рассчитываются показатели точности в продольных сечениях обрабатываемой поверхности, они включают: отклонение профиля продольного сечения, отклонение от соосности оси, радиальное биение, отклонение от цилиндричности.
Устройство поясняется графическими материалами:
На фиг.1 изображена схема устройства определения показателей точности при токарной обработке.
На фиг.2 изображен геометрический образ поперечного сечения обрабатываемой поверхности.
На фиг.3 изображен геометрический образ продольного сечения обрабатываемой поверхности.
Устройство содержит (фиг.1) датчик 1 угловых перемещений, датчик 2 измерения перемещения шпинделя в горизонтальной плоскости, датчик 3 измерения перемещения резца в горизонтальной плоскости, платы 4 ввода-вывода информации и компьютера 5. Корпус датчика 1 угловых перемещений
закрепляется на корпусе шпиндельной бабки, а его ротор через упругую муфту соединяется со шпинделем. При вращении шпинделя синхронно вращается ротор датчика 1 угловых перемещений. Датчик 2 перемещений шпинделя с помощью кронштейна 6 закрепляется на корпусе шпиндельной бабки так, чтобы чувствительный наконечник находился на расстоянии 0,8-1,2 мм от поверхности шпинделя. Датчик 3 перемещения резца крепится с помощью кронштейна 7, который закреплен на резцедержательной головке 8. При этом чувствительный наконечник датчика 3 находится на расстоянии 0,8-1,2 мм от поверхности прецизионной линейки 9, которая закреплена на станине 10 токарного станка.
Устройство работает следующим способом. Обработка детали 11 производится в центрах обычным способом. При вращении шпинделя 12 вращается деталь 11 и резец 13 снимает стружку при перемещении суппорта 14 вдоль образующей детали. Датчик 1 угловых перемещений при вращении шпинделя 12 вырабатывает две метки. Базовая метка, которая вырабатывается один раз за оборот шпинделя на 360° и референтная метка, которая вырабатывается 200 раз за один оборот шпинделя. Сигналы базовой метки и референтной метки подаются на плату 4 ввода-вывода информации. Базовая метка необходима при проведении статистических расчетов. Референтные метки служат сигналом для снятия дискретных показаний датчиков перемещения. Бесконтактный датчик 2 перемещения при перемещении шпинделя 12 в горизонтальной плоскости выдает аналоговый сигнал, который поступает на плату 4 ввода-вывода информации. Бесконтактный датчик 3 перемещения при перемещении резца 13 в горизонтальной плоскости выдает аналоговый сигнал, который поступает на плату 4 ввода-вывода информации. Показания датчиков снимаются на протяжении всего прохода. Плата ввода-вывода информации производит обработку поступающих сигналов, переводит их в двоичный код и подает информацию в компьютер 5. По разработанной программе компьютер рассчитывает текущий радиус обрабатываемой поверхности
и строит на экране монитора геометрический образ обрабатываемой поверхности в рассматриваемом сечении (фиг.2). Для определения базовой окружности используется вариант LSC стандарта DIN ISO 1101, что позволяет произвести численный расчет величин показателей точности в поперечном сечении обрабатываемой поверхности. К ним относятся: отклонение от круглости, погрешность размера, овальность.
Компьютер производит построение необходимого количества геометрических образов в поперечном сечении при перемещении резца по длине детали, что позволяет произвести построение геометрического образа обрабатываемой поверхности в продольном сечении (фиг.3). Построение базового цилиндра по DIN ISO 1101 позволяет произвести численный расчет показателей точности в продольных сечениях обрабатываемой поверхности. К ним относятся: отклонение профиля продольного сечения, отклонение от соосности оси, радиальное биение, отклонение от цилиндричности. Полученные показатели точности сравниваются с допусками, приведенными на рабочем чертеже изготавливаемой детали, что позволяет установить соответствует деталь рабочему чертежу или она является браком.
Устройство определения показателей точности при токарной обработке, содержащее бесконтактный датчик перемещения для активного контроля размеров, отличающееся тем, что бесконтактный датчик перемещения установлен на корпусе шпиндельной бабки и своим чувствительным наконечником взаимодействует с поверхностью шпинделя и передает на компьютер сигнал о перемещении шпинделя в плоскости резания, кроме того, устройство снабжено вторым бесконтактным датчиком перемещения, который закреплен на суппорте и своим чувствительным наконечником взаимодействует с прецизионной линейкой, закрепленной на станине, и передает на компьютер сигнал о перемещении резца в плоскости резания, при этом компьютер обрабатывает входящие сигналы и на их основе рассчитывает и строит геометрические образы в поперечных и продольных сечениях обрабатываемой поверхности, на основе чего компьютер рассчитывает показатели точности: отклонение от круглости, погрешность размера, овальность, отклонение профиля продольного сечения, отклонение от соосности оси, радиальное биение, отклонение от цилиндричности.
