Способ контроля установки объекта в зажимном устройстве станка

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Ц 9) В 23 В ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ 9 9нститут ав яА.В.Кузнецов, ленский ьство ССС 1/00, 198 контролможетобрабаты оматизации и и параметентацию дета- юсеф деля, и мо- Ъа с деталью. т ввз ся повыконтроля. ние обласГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИПРИ ГКНТ СССР ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Ленинградский ионного приборостроен(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ УСТАНОВКИ ОБЪЕКТА В ЗАЖИМНОМ УСТРОЙСТВЕ СТАНКА(57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в металлообрабатывающем производстве для контроляустановки деталей и инструментов взажимных устройствах станков. Цельюизобретения является повышение точности и надежности контроля установкобъекта и расширение области применения за счет автоматизации контролякоординат объекта и параметров, характеризующих ориентацию объекта относительно оси шпинделя, Оптоэлектронный датчик подводят к объекту,Изобретение относится к но-измерительной технике и ыть использовано в металл вающем производстве для ко ановки деталей и инструме жимных устройствах станков Целью изобретения являе ение точности и надежности становки объекта и расширзакрепленному в зажимном устроиствестанка, до момента пересечения егооптической оси с образующей объектаи фиксируют датчик в этом положении.Затем объект приводят во вращение,вьделяют постоянную составляющую сигнала датчика, измеряют ее уровень иопределяют разность между уровнемизмеренного сигнала и заданным уровнем. В зависимости от знака разностисигнала перемещают датчик в направлении, перпендикулярном оси шпинделястанка, до момента достижения равенства нулю разности сигналов и затемдатчик фиксируют вновь. По координатам датчика определяют координатыобъекта, затем вьщеляют в спектре сигнала датчика гармонические составляющие на частоте вращения объекта и на частоте, равной удвоенной частоте вращения объекта, по величине амплитудэтих составляющих судят об эксцентриситете и перекосе установки объектав зажимном устройстве, Кроме того,вьделяют и измеряют экстремальныезначения сигнала датчика, которыесоответствуют минимальному и максимальному диаметрам объекта. 1 з.п.ф-лы, 2 ил,ти применения за счетконтроля координат дет ров, характеризующих ор ли относительно оси шпи мента встречи инструмен На фиг.1 представлена схема уст-,ройства, реализующего предложенныйспособ; на фиг.2 - схема,.поясняющая3 14633 асчет элементов перекоса установки бъекта в зажимном устройстве станка.Устройство включает размещенные а суппорте 1 станка в резцедержате5 ле оптоэлектронный датчик 2, состоя 1 ций из излучателя 3, фотоприемника 4, подключенного к входу последовательно соециненных согласующего усилителя 5, перестраиваемото фильтра 6 и универсального вольтметра 7.фотоприемник оптоэлектронного датка 2 может быть выполнен на фото" ранзисторе, излучатель 3 - на излуающем диоде, согласующий усилитель- по стандартной схеме, а перестраИваемый Фильтр 6 представляет собой стандартный прибор - универсальный Фильтр.Устройство работает следующим образом.В исходном положении оптоэлектронщй датчик 2 вместе с суппортом находится в отведенном положении, при запуске гибкого автоматизированного Модуля механической обработки робот загрузки осуществляет установку объекта 8 в зажимное устройство, Фильтр 6 в этом случае настроен в режиме измерения нижних частот, а универсаль" Ный вольтметрвключен в режиме измерения постоянного напряжения. При этом начальный уровень сигнала оптоэлектронного датчика 2, измеряемый йа выходе фильтра 6 с помощью вольтметра 7, равен заданной величине, на пример - 15 В, что соответствует отсутствию перекрывания потока оптоэлектронного датчика 2. После закрепления объекта 8 в зажимном устройст 40 ве станка и отвода схвата робота в исходную позицию осуществляется перемещение суппорта 1 станка с установленным на нем оптоэлектронным датчиком 2 в направлении, перпендикулярном оси шпинделя станка до момента пересечения оптической оси оптоэлектронного датчика 2 с образующей объ" екта 8, определяемого по изменению сигнала оптоэлектронного датчика 2 относительно начального уровня -15 В до заданного уровня, равного, например +1 В. После этого делают вывод о наличии объекта 8 и Фиксируют оптоэлектронный датчик 2 в укаэанном по,ложении, Затем приводят во вращение55 эажимное устройство станка с закреп" ленным в нем объектом 8 с частотой,выбранной таким образом, чтобы макси 964мальный уровень инерционных сил, исходя из максимально возможного перекоса, не превышал минимального уровня несущей способности зажимного устройства, при этом обеспечивается условие безаварийной работы ГАМ механической обработки, Так, для автоматического зажимного устройства станка максимально возможная величина перекоса положения объекта составляетС 1 оч = агссоз 0где с 1 - диаметр заготовки, ммВ - диаметральный размер максимального раскрытия кулачковпатрона.Циклическая же частота вращения зажимного устройства станка с за" крепленным объектом 8 составляет Ы " =300 об/мин, исходя из условия нейревьппения максимальным уровнем инерционных сил минимального уровня несущей способности зажимного устройства, что для стальной заготовки=50 мм и 1=80 мм соответствует частоте вращения шпинделяпа хвлах,МГю 8 1 ц2 ПМахВыбирая Г з ( Г , можно остановиться на величинеГ = 6,3 Гц. врНа частоте вращения Г объекта 8 выделяют с помощью перестраиваемого фильтра 6, работающего в режиме фильтра нижних частот, постоянную составляющую сигнала оптоэлектронно" го датчика, измеряют ее уровень с помощью универсального вольтметра 7, работающего в режиме измерения постоянного напряжения, и определяют разность между уровнем измеренного сигнала и заданным уровнем, равным +1 В. Если начальное положение оптической оси датчика 2 при невращающемся объекте не соответствует среднему диаметру объекта, то на выходе универсального вольтметра 7 возникает сигнал, отличающийся от заданного,В зависимости. от знака разности между уровнем измеренного сигнала и заданным уровнем оптоэлектронный дат463396 6 составляет О,Ь 3 Гц. универсальный вольтметр 7 последовательно перекгиочают в режим измерения пиковых значений положительной полуволны сигнала и отрицательной полуволны сигнала, соответствующих попарно минимальному и максимальному диаметрам объекта 8 в контролируемом сечении, Получаемыев результате измерений величины П , Б пересчитывают с учетом коэффициента передачи датчика в величину биения О , 6 и по измеренной ранее величине до определяют минимальныйлдиаметр объекта 8; й; =й, -3+. Если минимальный диаметр объекта позволяет получить необходимый диаметральный размер объекта, то делают вывод об осуществимости обработки. Если обработка осуществима, то вычисляют максимальный диаметр объекта й =Й +5 по которому рассчитывают точку встречи инструмента и объекга.1Использование предлагаемого устройства по сравнению с известным позволяет автоматизировать процесс определения значения величин эксцентриситета и перекоса установки объекта в зажимном устройстве станка, что позволяет сделать вывод о нахождении этих величин в пределах или вне пределов допусков на них и соответственно подать сигнал в управляющую систему станка на начало обработки либо на переустановку и повторный контроль объекта в зажимном устройстве станка, существенно пбвысить надежность контроля установки объекта и безаварийность работы оборудования за счет осуществления способа до начала обработки, что исключает образование аварийной ситуации при вырыве объекта из зажимного устройства станка или поломке инструмента; автоматизировать процесс измерения минимального и максимального диаметров объек-. та, что позволяет сделать автоматический расчет определения точки встречи инструмента и объекта и припуска на обработку по максимальному диаметру или сделать заключение о пригодности обработки объекта по соответствии его заданному диаметру - по минимальному диаметру объекта. Фор мула 1. Способ контроля установки объекта в зажимном устройстве станка,5 1 чикперемещают из фиксированного положения в направлении, перпендикулярном оси шпинделя станка, при отрицательном знаке разности оптоэлектронный датчик 2 приближают к объекту 8, при положительном - удаляют до момента достижения равенства нулю разности сигналов,После этого оптоэлектронный датчик 2 вновь фиксируют, и по его коор динатам определяют координаты объекта 8: фактический средний диаметр объекта Й в контролируемом сечении.Затем переключают универсальный фильтр 6 в режим работы полосового фильтра, а универсальный вольтметр 7 - в режим измерения пикового значения переменного напряжения. Первоначально частоту настройки полосового фильтра устанавливают равной частоте вращения объекта, выбранной в качестве примера, равной 6,3 Гц, затем с помощью универсального вольтметра 7 измеряют пиковое значение выделяемой фильтром 6 гармоническойЩсоставляющей Б, и определяют величину эксцентриситета объекта в контролируемом сеченииЕ=К где К - коэффициент передачи.Затем перестраивают полосовой фильтр 6 на частоту, равную удвоенной частоте вращения, что в рассмат" риваемом примере составляет 12,6 Гц, и проводят измерение пикового значения выделенной фильтром 6 гармонической составляющей П и определяют величину перекоса из выражения1-созе 20созч Кд При превьппении этими величинами допустимых значений производят переустановку объекта 8 и повторяют контроль установки объекта 8 в зажимном устройстве станка.1При непревьппении величинами эксцентриситета и перекоса допустимых значений дальнейшее измерение производят следующим образом.Переключают перестраиваемый фильтр 6 в режим фильтра верхних частот, причем частоту среза фильтра устанав" ливают на порядок ниже частоты вращения шпинделя, что в рассматриваемом примере 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 изобретения. Составитель В.ЖигановРедактор Л.Гратилло Техред Л.Сердюкова Корректор С,Шек Заказ 771/.13 Тираж 831 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 ГКНТ СССР роизводственно-издательский комбинат ".Патент", г,ужгород, ул. Гагарина,7 14 б 33заключающийся в перемещении оптоэлек- .тронного датчика после закрепленияобъекта в зажимном устройстве в направлении, перпендикулярном оси шпинделя станка, до момента пересеченияоптической оси датчика с образующейобъекта до величины сигнала датчика,равного заданному, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повы.Ошения точности и надежности контроляустановки объекта и расширения области применения, приводят во вращениезажимное устройство с закрепленнымобъектом, выделяют постоянную составляющую сигнала датчика, измеряют ееуровень и определяют разность междуизмеренным и заданным уровнями и взависимости от знака разности перемещают датчик в направлении, перпендикулярном оси шпинделя до достиже,ния разности, равной нулю, после чего фиксируют датчик и по его координатам определяют координаты объекта, затем выделяют в спектре сигнала датчика гармонические составляющие на частоте вращения и на удвоенной частоте вращения объекта, измеряют амплитуды этих составляющих и по их величинам судят об эксцентриситете и перекосе установки объекта и производят переустановку объекта с последующим контролем или Формируют команду начала обработки.2, Способ по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что перед формированием команды начала обработки измеряют экстремальные значения сигналов датчика, соответствующие минимальному и максимальному диаметрам объектам в контролируемом сечении, и по первому сигналу определяют неисправимый брак объекта, а по второму определяют точку контакта инструмента с объектом.