Способ копирования на металлорежущих станках и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 4(59 В 23 Я 35/00 Ж1 К АВТОРСКОМ ЕТЕЛЬСТ дарование раммным е, 1969,НА МЕ- УСТРОЙНИЯ.еталлоретом, что приводят поверхностройства а относи- отличаюия точноСЬ Ю Ю ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ИСАНИЕ ИЗ(21) 3482043/25-08 (22) 09.08.82 (46) 07,07,85. Бюл.25 (72) А. Ш. Колискор (71) Институт машиноведения им, А. А. Благонравова (53) 621.921 (088.8) (56) 1. Ворошилов М. С. Проек и расчет следящих систем с про управлением. М., Машиностроен с. 6 - 7. (54) СПОСОБ КОПИРОВАНИЯ ТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКАХ И СТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕ (57) 1. Способ копирования на м жущих станках, заключающийся в наконечник следящего устройства во взаимодействие с копируемой стью и по сигналам следящего у управляют движением наконечниктельно копируемой поверхности,щийся тем, что, с целью повышен сЦ 1 6555 сти и надежности процесса копирования, определяют текущее направление силы взаимодействия наконечника с копируемой поверхностью, находят положение точки их контакта и касательную к копируемой поверхности в этой точке и задают скорость движения точки контакта по касательной.2, Устройство для копирования на металлорежущих станках, содержащее следящее устройство с наконечником, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и надежности процесса копирования, устройство снабжено блоком расчета направления действия силы и датчиком направления действия силы, установленным между наконечником и блоком расчета направления действия силы, выполненным в виде двух фланцев, соединенных при помощи сферических шарниров шестью стержнями с измерительными преобразователями силы, выходы которых соединены с блоком расчета направления действия силы.51015 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке изделий со сложной конфигурацией,Известен способ копирования на металлорежущих станках, заключающийся в том, что копировальный наконечник следящего устройства приводят во взаимодействие с копируемой поверхностью и по сигналам следящего устройства управляют с заданной контурной скоростью движением наконечника относительно копируемой поверхности. Способ осуществляют копировальным устройством, содержащим копировальный наконечник 1).Известный способ обладает недостаточно высокими точностью и надежностью, так как между положениями копировального наконечника и инструмента возникает рассогла сова ние.Исполнение режущим инструментом перемещения, соответствующего этому рассогласованию, занимает некоторый промежуток времени. Длительность этого промежутка зависит от типа и структуры следящей системы станка, Кроме того, наличие контактов в копировальном устройстве снижает его надежность,Цель изобретения - повышение точности и надежности копирования,Поставленная цель достигается тем,что согласно способу копирования на металлорежущих станках, заключающемуся вовзаимодействии наконечника следящего устройства с копируемой поверхностью и в управлении по сигналам следягцего устройства движением наконечника относительнокопируемой поверхности, определяют текущее направление силы взаимодействия наконечника с копируемой поверхностью, находят положение точки их контакта и касательную к копируемой поверхности в этойточке и задают скорость движения точкиконтакта по касательной,Устройство, содержащее следящее устройство с наконечником, снабжено блокомрасчета направления действия силы и датчиком направления действия силы, установ. ленным между наконечником и блоком расчета направления действия, выполненнымв виде двух фланцев, соединенных, при поМощи сферических шарниров шестью стержнями с измерительными преобразователямисилы, выходы которых соединены с блокомрасчета направления действия силы.На фиг. 1 изображена схема обработкидетали методом копирования; на фиг. 2 -схема определения направления действиясилы (поверхность наконечника - цилиндр);на фиг. 3 - схема определения направлениядействия силы (поверхность наконечника -сфера).Копировальное устройство содержит наконечник 1, связанный с ним датчик 2 определения направления силы взаимодействия наконечника 1 с копируемой поверхностью 3, Датчик 2 выполнен в виде двух фланцев 4 и 5, соединенных при помощи сферических шарниров 6 шестью стержнями 7 с установленными на них измерительными преобразователями 8 осевой силы, выходы которых соединены с блоком 9 определения направления силы взаимодействия наконечника 1 с копируемой поверхностью 3 и координат точки С контакта наконечника 1 с копируемой поверхностью 3. При взаимодействии наконечника 1 с копируемой поверхностью 3 на фланец 5 передается нагрузка от силы Р взаимодействия наконечника 1 с копируемой поверхностью 3 и в стержняхвозникают осевые силы, уравновешивающие нагрузку, которые фиксируются измерительными преобразователями 8 осевой силы. Под влиянием силы Р происходят малыеосевые упругие деформации стержней 7,при этом фланцы 4 и 5 могут смещаться один относительно другого. В общем случае фланец 4 может смещаться в пространстве относительно фланца 5 по шести степеням свободы, Возникающие в стержнях 7 осевые усилия однозначно характеризуют силу РТекущие положения фланца 4 относительно фланца 5 однозначно характеризуются уравнениями движения где 1, - 1 б - длины отрезков, соединяющих три точки, А, В, Р, принадлежащиефланцу 4, с тремя точками, а, в, д, принадлежащими фланцу 5, т. е. аА;3= аВ;, = аР; Юб= дР;Х, = дВ;8 б = ЬВ. Совокупность расстояний 4, - 8, полностью однозначно определяет положение фланца 4 относительно фланца 5, так как отрезки аА, аВ, аР, дР, ЙВ, ЬВ и стороны аЬ, Ьд, ад треугольника аЬд, а также стороны АВ, ВР, АР треугольника АВР, являются ребрами трех тетраэдров АаЫ, ЬАВЭ и йАВР, которые есть геометрически неизменяемые фигуры.Поскольку взаимное расположение стержней 7 известно, то по обычным формулам теоретической механики, например с помощью ЭВМ, рассчитывают вектор К равнодействующей шести осевых сил, который полностью определяет силу Р взаимодействия наконечника 1 с копируемой поверхностью 3,Зная геометрические размеры элементов датчика 2 и их взаимное расположение, определяют координаты точки С контакта наконечника 1 с копируемой поверхностью 3 в системе координат ОХУХ, связанной с датчиком 2 направления действия силы Р путем совместного решения двух уравнений, одно из которых есть уравнение линии действия силы Р, приложенной к наконечнику 1, а другое - уравнение поверхности наконечника 1 (на фиг. 2 - это уравнение цилиндрической поверхности). Касательную МИ к копируемой поверхности 3, проходящую через точку С контакта, определяют из уравнения нормали к линии действия силы Р в точке С контакта наконечника 1 с копируемой поверхностью 3. Особо следует отметить, что при обработке методом копирования поверхностей порядок обхода поверхности (строчки) задают, как обычно, тем или. иным программным устройством. Это однозначно определяет одну касательную МХ из множества лежащих в плоскости. нормальной силе Р взаимодействия наконечника 1 с копируемой поверхностью 53. По найденной касательной ММ задают скорость движения точки контакта наконечника 1 с копируемой поверхностью 3.Эта контурная скорость реализуется путем задания соответствующих скоростей приводам 1 О и 11, Привод 11, перемещающий инструмент 12 для получения профиля обрабатываемой поверхности 13, осуществляет движение, направление которого определяется профилем копируемой поверхности 3, Материалы и режимы обработки могут быть те же, что и в устройстве, работающем по известному способу.Использование предлагаемого способа иустройства для его осуществления по сравнению с существующими способами и устройствами копирования обеспечивает более 20 высокую точность и надежность копирования..жес Состави Техред ТиражИПИ Государс по делам изобМосква, Ж - ППП Патент,тель ВИ. Ве838твенноретен35, Рг, У го к ий и аушс ж город аповКорректор МПодписноемитета СССРоткрытийкая наб., д. 4/5ул Проектная Самборска