Способ адаптивного управления размерной обработкой деталей на токарных станках с чпу

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОФОайнесиииРЕСПУБЛИК ае а А з(5 В 23 15/00ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ ВРДЕТЕЛЬСТ(21) (22) (46) (72) В.Н. Дейч,ренныйвалифспециельной ности СССР икации алисто ение процкспреее-и5, 1982,со фо с.(54)(57) СПОСОБ АДАПТИВНО НИЯ РАЗМЕРНОЙ ОБРАБОТКОЙ ТОКАРНЫХ СТАНКАХ С ЧПУ, в измерение размера детали смещенном вдоль оси относ О УПРАВЛЕТАЛЕЙ НА лючающий. сечении, тельно зо 1 3559648/25-0825.01.8330.0684. Бюл.24А.Б. Вишкарев, А.М.Карякин и В.Г, Сереб(71) Институт повышения круководящих работников иМинистерства станкостроитструментальной промышленн(56) 1. Адаптивное управлм токарной обработки. 3рмация ВИНИТИ. АЛМС,23 (прототнп). ны обработки, сравнение измеренного размера с заданным и введение коррек" ции в программу обработки, о т л и- ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности станка, измерение размера детали производят непрерывно, перемещая измеритель по программе обработки детали, и дискретно через интервалы времени, определяемые как частное от деления смещения на скорость продольной подачи, корректируют программу, причем величину коррекции по оси выбирают пропорциональной последнему отклонению размера от заданного, а коэффициент пропорциональности последова-.тельно изменяют на величину среднего . арифметического отношений разности отфклонения и перемещения двух смежных циклов к последней. величине.9 11Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано для создания высокопроизводительных адаптивных программно-управляемых станков, преимущественно токарных.Известен способ управления точностью обработки на станках с ЧПУ, включающий измерение размера детали в сечении смещенном вдоль оси отноЭ10 сительно зоныобработки, сравнение измеренного размера с заданными и введение коррекции в программу обработки 11 .Однако известный способ характеризуется недостаточной производитель 15 ностью технологического оборудования, обусловленной разделением во времени процессов измерения и обработки.Цель изобрЕтення - повышение производительности станков с ЧПУ,Поставленная цель достигается тем,что согласно способу адаптивного управления размерной обработкой деталейна токарных станках с ЧПУ, включающему измерение размеров детали в сечении, смещенном вдоль оси относительнозоны обработки, сравнение измеренногоразмера с заданным и введение коррекцни в программу обработки, измерение З 0размера детали производят непрерывно,перемещая измеритель по программеобработки детали, и дискретно черезинтервалы времени, определяемые какчастное от деления смещения на скорость продольной подачи, корректируют программу, причем величину коррекции по оси Х выбирают пропорциональной последнему отклонению размераот заданного, а коэффициент пропорциональности последовательно изменяют иа величину среднего арифметического отношений разности отклоненияи перемещения двух смежных циклов кпоследней величине.а 5На фиг. 1 показана детальная последовательность действий способа; нафиг. 2 - пример устройства, реализующего способ, а на фиг. 3 - примеры обработки детали для прототипа ипредлагаемого способа.Реализация последовательности операций способа (фиг. 1) включает следующие этапы: 1 - закрепление заготовки в патроне, 2 - вывод инструментана исходную поперечную координату,3 - вывод измерителя на исходнуюпоперечную координату, 4 - вывод инструмента на исходную продольную координату, 5 - введение смешения Е измерителя вдоль оси относительно зоны обработки, 6 - включение про-.граммы обработки детали, 7 - работа программы, 8 - продольная синхронизация движения измерителя и инструмента, 9 - поперечное движение инструмента, 10 - поперечное перемеще ние измерителя Х (й) по программе обработки детали с учетом смещения Я, 11 - определение временных интервалов коррекции С ( Е ) как част- нога от деления величины смещения на скорость продольной подачи, 12 - непрерывное измерение размера детали в сечении, смещенном вдоль оси относительно зоны обработки, и сравнение измеренного размера с заданным, 13 - выбор величины коррекции по оси Х пропорциональной последнему отклонению размера от заданного, 14 - дискретная (через интервалы времени й ( 6 , корректировка программы.Технологические признаки, характеризующие способ,.являются последовательностью действий, изображенной на фиг. 1, а именно: вслед за закреплением (этап 1) заготовки в патроне производится вывод в исходные позиции инструмента и измерителя (этапы 2-5), причем вводимое на этапе 5 фиксированное смещение измерителя Е выбирается исходя из технологии обработки детали и остается неизменным при заданной оборотной подаче, Следующим действием является этап 6 - включение программы и ее работа (этап 7), в про. цессе которой осуществляются синхронные.продольные перемещения (этап 8) инструмента и измерителя .и поперечные перемещения инструмента (этап 9) и измерителя по программе (этап 10).В продольном направлении обеспечивается жесткая синхронизация этих двух движений, а поперечное перемещение измерителя (этап 10) производится с учетом возникающих временных задержек (этап 11) за счет продольного смещения, введенного на этапе 5.Этап 12, включающий измерение детали и сравнение размера с заданным, выполняется аналогично известному способу; на этапе 13 выбирается величина коррекции, а ввод коррекций в программу на этапе 14 производится ие мгновенно, а спустя время, требуемое для того, чтобы измерительное устройство вышло на продольную координату, для кото" рой производилось измерение.1100074 Способ может быть реализован с помощью устройства, структурная схема которого показана на фиг, 2.Устройство содержит измерительный суппорт 1 с измерителями 2 и с уст ройством формирования измерительных сигналов 3, концевой датчик 4, предназ наченный для ограничения поперечного отвода измерительных датчиков; привод продольного перемещения 5 инструмен та и измерительного суппорта 1, причем измерительный суппорт 1 и резце- держка 6 жестко связаны между собой и установлены на продольном суппорте станка (не показан), привод попереч ного смещения инструмента 7, привод поперечного смещения измерительного суппорта 8. Управление перемещением приводов. обеспечивается электронным устройством, содержащим устройство 20 ЧПУ 9, управляемый элемент задержки 10, управляемый генератор 11, устройство формирования коррекции 12, первый дизьюнктор 13, реверсивные счетчики импульсов перемещения резцедержки 14 и 25 импульсов перемещения измерительного суппорта 15, схему формирования разности 16 и второй дизъюнктор 17. Устройство работает следующим образом. По программе режущий инструмент,предварительно привязанный к системекоординат станка, выводится в зону обЗ 5работки, и в требуемый момент времениустройство ЧПУ 9 подает команду М наначало управления измерительным суппортом 1 через предварительно обнуленный элемент задержки 10. Продоль- оные перемещения измерительного суппорта 1 воспроизводят продольные перемещения резцедержки 6, задаваемыепрограммой, с некоторым фиксированнымзапаздыванием. Это обеспечивается по дачей задержанных импульсов поперечного перемещения суппорта на привод 8,что позволяет осуществлять перемещение измерителя 2 по той же траектории, что и траектория режущей кромки 50инструмента. С целью повышения точности измерения радиус щупа измерите-.ля 2 выбирается равным радиусу режущей кромки инструмента. Импульсы поперечного перемещения инструмента .55ф М подаются через элемент задержки10 и дизъюнкторы 13 и 17 на привод 8измерительного суппорта 1,4Сигнал с устройства формированияизмерительных сигналов 3 поступаетна устройство формирования коррекции 12, выполняющее функции анализарезультатов предыдущих коррекций ивыработки корректирующих импульсов,подаваемых нЙ привод 7 поперечногосмещения с таким расчетом, чтобысвести к нулю сигнал ошибки; по результатам первого измерения в соответствии с алгоритмом, реализуемымв устройстве формирования коррекций12, вводятся сигналы коррекции, поступающие на привод 7. Следующийцикл измерения и ввода коррекцийпроизводятся через интервалы времени, задаваемый управляемым элементом задержки 10. Величина этой задержки определяется линейным смещениемизмерителя 2 относительно кромкирежущего инструмента н скоростьюперемещения, Далее этот процесс повторяется вплоть до окончания обработки детали,На тех участках траектории, где измерение невозможно например, при подходе к участку малого радиуса рядом с большим радиусом), измерение отключается программным снятием команды измерения М. Это обуславливает вырабатывание генератором 11 импульсов, поступающих через дизъюнкторы 13 и 17 на привод измерительного суппорта 8 и вызывающих отвод измерителя 2 до срабатывания концевого датчика 4,от-ключающего генератор 11. Одновременно снятие команды измерения М запрещает выдачу импульсов элементом задержки 10 и приводит все его узлы в исходное состояние.При повторных включениях команды измерения необходимо обеспечить вывод щупа измерительного датчика на поперечную координату, соответствующую координате инструмента. С этой целью все перемещения реэцедержки и измерительного суппорта постоянно подают на реверсивные счетчики 14 и 15. Вы-. вод на начальную координату измерительного датчика осуществляется выработкой команды М 1 начальной установки с одновременной отработкой устройством ЧПУ команды "Пауза". Эта команда запускает схему формирования разности 16, на выходе которой появляются импульсы, число которых соответствует разности координат текуцего положения инструмента и изме