Способ автоматической настройки расточной борштанги на станке с чпу и устройство для его реализации

 

Использование: станкостроение, в условиях безлюдной технологии, в частности для наладки и контроля положения расточной борштанги на станках с ЧПУ. Сущность: устройство для настройки расточной борштанги закрепляют непосредственно механической обработке. С помощью контактного датчика, который установлен в устройстве, определяют расстояние от точки, которая находится на борштанге на базовой цилиндрической поверхности, до упора, который также установлен в устройстве. Далее с помощью бесконтактного датчика, который находится в устройстве рядом с первым датчиком, определяют несоосность оси борштанги и шпинделя. Затем определяют величину хода стола. Далее шпиндель поднимается строго вверх до уровня упора, а зажимной механизм в борштанге освобождает инструмент и с помощью пружины принимает крайнее положение в борштанге. Затем упор с устройством и столом передвигается на величину хода стола в поперечном направлении к борштанге, инструмент заходит в борштангу под нажимом упора, стол останавливается, и зажимным механизмом инструмент закрепляется в борштанге на нужном размере. 2 с. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в модулях ГПС для механической обработки в условиях безлюдной технологии, в частности для наладки на размер расточной борштанги на станках с ЧПУ.

Целью изобретения является повышение точности настройки на станке расточной борштанги по диаметру за счет учета несоосности оси шпинделя и борштанги.

Способ автоматической настройки расточной борштанги на станке с ЧПУ реализуется следующим образом.

Устройство автоматической настройки расточной борштанги устанавливается на край стола обрабатывающего центра и закрепляется неподвижно на столе станка так, чтобы оно не мешало механической обработке и установке детали на столе станка. После установки расточной борштанги в шпинделе станка устройство со столом передвигается в направлении шпинделя по точно установленным координатам. Когда контактный датчик, который установлен в устройстве, касается цилиндрической базовой поверхности борштанги в точке А (базовая цилиндрическая поверхность получается при изготовлении борштанги с большой точностью на округлость с радиусом R, а точка А соответствует месту выхода инструмента из борштанги), стол останавливается на расстоянии В₁ от точки А до неподвижного упора, который также находится в устройстве выше датчика. Затем вторым датчиком, находящимся рядом с первым датчиком в устройстве, на одном обороте шпинделя определяют несоосность оси симметрии базовой цилиндрической поверхности и оси вращения этой поверхности, т. е. несоосность оси борштанги и шпинделя. Полученные данные поступают через АЦП на систему управления ЧПУ и по подпрограмме для настройки расточного резца вычисляют величину хода стола В₂ по формуле B₂= (B₁+ R - e) - , (1) где В₁ - расстояние от вершины контактного датчика до упора; D - диаметр получаемого отверстия при механической обработке; R - радиус базовой цилиндрической поверхности; е - несоосность оси шпинделя и борштанги, которая определяется по формуле e = , (2) где d₁ - расстояние от второго датчика до точки А; d₂ - расстояние от этого датчика до противоположного точке А при половине оборота шпинделя. После этого шпиндель поднимается вверх до уровня упора, который установлен в устройстве, т. е. на величину Е₁, инструмент освобождается от зажима в борштанге и принимает крайнее положение с помощью пружины, вершина резца почти доходит до упора, затем стол передвигается в поперечном направлении в сторону шпинделя, и инструмент заходит в борштангу под нажимом упора на величину В₂, стол останавливается, и инструмент закрепляется зажимным механизмом в борштанге. Таким образом, расточная борштанга будет настроена по диаметру D на станке. Диапазон вылета резца в борштанге зависит от диаметра самой борштанги, т. е. для различных по диаметру борштанг ход регулировки инструмента в борштанге будет различный.

На фиг. 1 представлена схема наладки расточной борштанги на станке с ЧПУ, вид спереди, R₁ = ; на фиг. 2 - вид сверху.

На столе станка 1 закреплено устройство автоматической наладки 2. В устройстве 2 установлен контактный датчик 3 и рядом бесконтактный датчик 4 и выше датчика упор 5. В шпинделе 6 установлена борштанга 7, в которой находится инструмент 8, закрепленный в борштанге 7 зажимным механизмом (пневмоцилиндром 9), а за инструментом в борштанге установлена пружина 10. В устройстве 2 установлен также механизм для выпуска и запуска воздуха 11.

Устройство работает следующим образом.

Устройство 2 закрепляют на краю стола 1 станка так, чтобы оно не мешало механической обработке. После установки расточной борштанги 7 в шпинделе 6, с помощью программного управления устройство 2 со столом 1 передвигается в поперечном направлении в сторону шпинделя 6 по установленным координатам и когда контактный датчик 3 касается борштанги 7 в точке А, стол останавливается и получаем расстояние В₁ от точки А до упора 5. Затем на одном обороте шпинделя 6 бесконтактным датчиком 4 определяют расстояние до точки А и расстояние до точки, противоположной точке А на базовой цилиндрической поверхности, эти величины через АЦП передают на систему управления ЧПУ и по формуле (2) определяют несоосность оси шпинделя 6 и борштанги 7, далее по формуле (1) определяют величину В₂. Затем шпиндель 6 поднимается строго вверх до уровня упора 5, т. е. на величину Е₁, и инструмент 8 освобождается от зажима 9 и с помощью пружины 10 он достигает крайнего положения в борштанге 7, т. е. вершина инструмента 8 доходит до упора 5, затем устройство со столом 1 перемещается в поперечном направлении в сторону шпинделя 6, и инструмент 8 заходит в борштангу 7 под нажимом упора 5. После перемещения стола на величину В₂ он останавливается, и инструмент 8 закрепляется зажимным механизмом 9, таким образом расточная борштанга 7 налажена на размер обработки отверстия по диаметру D.

Применение указанного способа наладки расточного инструмента значительно сокращает время наладки расточной борштанги, а также повышает точность настройки и эффективность использования на разных диаметрах обработки расточной борштанги, т. е. без смены борштанги ее можно быстро переналаживать на другой диаметр обработки.

Формула изобретения

1. Способ автоматической настройки расточной борштанги на станке с ЧПУ, включающий определение положения вершины инструмента относительно оси борштанги и перемещения инструмента относительно борштанги в заданное положение, отличающийся тем, что, с целью повышения точности настройки, дополнительно определяют биение борштанги, установленной в позиции обработки, в течение одного оборота борштанги, с использованием выполненной на борштанге базовой поверхности, после чего устанавливают инструмент в заданное положение относительно оси борштанги.

2. Устройство для автоматической настройки расточной борштанги на станке с ЧПУ, включающий упор, установленный на станине станка, предназначенный для определения положения вершины инструмента, отличающееся тем, что, с целью повышения точности настройки, в устройство дополнительно введены установленные на станине первый датчик, предназначенный для определения положения базовой поверхности борштанги, и второй датчик, предназначенный для определения биения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2