Обрабатывающее устройство с системой активного контроля

(р 4 В 2 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ а выпо рстием акрепи которого установле и институковников,о,кин а./ПодМашино 406, 407. и части.(йиг, 1)1 а кото ро- бра ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯпРи Гннт сссР ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) ОБРАБАТМВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ССИСТЕМОЙ АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ(57) Изобретение относится к металлрежущему оборудованию, а именно кшлиЬовальным и Фрезерным станкам.Цель изобретения - повышение точности и стабильности размеров обработанных деталей за счет автоматической коррекции отклонений размеров,возникающих вследствие износа инстр Изобретение относится к металлорежущему оборудованию, а именнок фрезерным и шлиовальным станкам,Цель изобретения - повьппение точности и уменьшение разброса размеров обработанных деталей путем бесконтактного измерения и автоматической коррекции возникающих вслед"ствие износа инструмента отклоненийразмеров при обработке плоских икриволинейных поверхностей,На фиг,1 изображено устроиствообщий вид; на Лиг,2 - пневматичес мента. Обрабатывающая голо иена со сквозным осевым от ленныи на бабке корпус с направляющими. В направляющих установленаподключенная к стабилизированномупневмоисточнику и подпружиненнаявдоль оси относительно корпуса трубка-щуп с соплом. На трубке закреплен источник излучения, оптическисвязанный с позиционно-чувствительным элементом - мультисканом с элек-.тронной схемой, Мультискан закрепленна бабке, а выход электронной схемыподключен к входу системы управления, При износе инструмента и отклонении размера детали смещения трубкис соплом и источником излученияприводит к появлению на выходе электронной схемы сигнала в системууправления для коррекции положенияобрабатывающей головки. 3 ил. кий подшипник,общий вид; на фиг,3 структурная схема электронно"Обрабатывающее устройство содержит крепежный стол 1, н ;ром закреплена обрабатываемая деталь 2, приводы 3 поперечной и и дольной подач стола, бабку 4 с обатывающей головкой 5, приводы 6 и соответственно вращения головки и осевой подачи (глубины резания), систему 8. управления, Соосно обрабатывающей головке 5 на бабке 4 закреплен корпус 9 с арретиром 1 О и25 направляющими 11, в которых установлена. трубка-щуп 12 с соплом 13, подпружиненная пружиной 14 относительно корпуса 9 в направлении к обрабатываемой детали 2. К трубке 12 посредством гибкого трубопровода через электроконтактный манометр 15 подведен сжатый воздух от пневмоистоЧ- ника 16 со стабилизированным давле 0 кием. Нижнее предельное положение трубки 12 под действием пружины 14 в случае отсутствия контакта обрабатывающей головки 5 с деталью 2 ограничивается упором (не показан). При помощи арретира 10 корпус 9 может быть установлен относительно бабки 4 таким образом, что сопло 13 трубки 12 находится в плоскости резания обрабатывающей головки 5 или ниже ее при износе последней.Для исключения трения трубки 12 в направляющих 11 по их периметру имеются отверсти (фиг,2), а корпус 9 выполнен полым и подсоединен к пневмоисточнику 16. На трубке 12 закреплен светодиод 17, который оптически связан с закрепленными на бабке 4 .оптическим блоком 18 и мультисканом 19, Оптический блок 18 30 проецирует перемещения светового потока светодиода 17 на фоточувствительный слой мультискана 19, в увеличенном (например, в 10 раз) масштабе. Мультискан 19 подсоединен к электронной схеме 20, выход которой подключен к системе 8 управления. Электронная схема 20 (фиг.3) содержит источники 21, 22 напряжения смещения, подключенные параллельно 40 делительным слоям мультискана 19 навстречу друг другу, генераторы 23 и 24 противофазного пилообразного напряжения, подсоединенныевстречно источникам 21 и 22 напряжения смещения к начальным контактам дели- тельных слоев и блок 25 выделения и обработки видеосигнала, выходы которого подсоединены к генераторам23 и 24 и контакту среднего слоя мультискана 19, Выход блока 25 об 50 работки видеосигнала через блок .26 преобразования и согласования подключен к входу системы 8 управления.Обрабатывающее устройство работа 55 ет. следующим образом.В процессе обработки система управления задает перемещения и контролирует положение крепежного стола 1 с деталью 2 и бабки 4 с обрабатывающей головкой 5 посредством приво-дов 3 и 7 подач. При этом трубка12 под совместным действием вытекающего из сопла 13 сжатого воздухаи усилия пружины 14 устанавливаетсяс некоторым стабильным, с точностьюне хуже 1 мкм, зазором относительноповерхности детали 2. При отсутствииизноса обрабатывающей головки 5 система измерения износа, состоящая иззакрепленного на трубке 12 датчикасветодиода 17, оптического блока 18и мультискана 19 с электронной схемой 20 формирует в систему 20 управления нулевой сигнал коррекции, Положение трубки 12 со светодиодом 17относительно мультискана 19, прикотором на выходе электронной схемы20 Формируется нулевой сигнал отклонения, определяется при первоначальной обрабатывающей, головки 5. Дляэтого производится контрольное врезание и проход на некоторой глубине,затем вращением арретира 10 корпус9 устанавливается относительно бабки4 в положение, в котором при выключенном пневмоисточнике 16 трубка 12находится в своем крайнем нижнемположении (на упоре корпуса 97 и одновременно в контакте с обработанной поверхностью, а при включениипневмоисточника 16 на выходе электронной схемы 20 устанавливается:нулевой сигнал, Увеличение размерадетали 2 вследствие износа головки5 вызывает соответствующее смещениетрубки 12 со светодиодом 17 относительно бабки 4 и умноженное оптическим блоком 18 смещение световогопятна на фоточувствительной линейкемультискана 19 относительно егоисходного положения. При этом электронная схема 20 формирует пропорциональной величине износа инструмента сигнал коррекции, по которомусистема 8 управления посредствомвключения привода осевой подачи 7устанавливает головку 5 в необходимое для восстановления заданногоразмера детали 2 положение.Эле,тронная схема 20 работаетследующим образом,Пилообразные напряжения генераторов 23 и 24 совместно с постоянныминапряжениями источников 21 и 22,поступая на выводы мультискана 19,производят его опрос, при этом на30 35 40 45 50 55 выходе блока выделения и обработкивидеосигнала 25 формируются импульсы, длительность которых пропорциональна смещению светового пятна нафоточувствительной линейке мультискана относительно его исходногоположения. Блок 26 преобразованияи согласования преобразует, эти импульсы в пропорциональное их длительности напряжение, которое подаетсяна выход электронной схемы 20,В начальном положении перед обработкой новой детали система 8 управления производит пробное врезаниена заданный размер без учета износаобрабатывающей головки 5. Как толькосопло 13 трубки 12 начнет взаимодействовать с обработанной поверхностьюдетали 2 на выходе электронной схемы20 появляется сигнал, пропорциональный отклонению действительного размера детали от заданного. По измеренному отклонению размера, соответствующему величине износа головки5 при обработке предыдущих, деталей,система 8 управления посредствомвключения привода осевой подачи 7производит первоначальную коррекциюположения обрабатывающей головки 5на величину ее износа, таким образомчто сигнал на выходе электронной,схемы 20 становится нулевым,После этого система 8 управления производит управление обработкой, задавая и контролируя необходимые перемещения и положения детали 2 с помощью .приводов продольной и поперечной подач 3, Появляющийся в процессе обработки износ обрабатывающей головки 5 приводит к увеличению действительного размера детали, при этом трубка 12 со светодиодом 17 перемещается вверх относительно мультискана 19 и бабки 4, вызывая появление на выходе электронной схемы 20 сигнала, пропорционального отклонению размера. По возникшему сигналу отклонения система 8 управления производит коррекцию положения обрабатывающей головки 5 включением привода 7 осевой подачи. Так как измеряют отклонения действительного размера от заданного производства в месте обработки и относительно мультискана 19, закрепленного на бабке 4, то одновременно с износом обрабатывающей головки контролируются также зазоры 5 1 О 15 20 25 и люфты в кинематической пепи обрабатывающая .головка - бабка,Аналогично обраба гываюшее устройство работает и при обработке криволинейных поверхностей, при этом система управления в процессе обработкипомимо управления продольной илипопереччой подачи одновременно производит управление и приводом осевой подачи с учетом дополнительнойкоррекции на размеры и форму обрабатывающей головки и радиусы кривизныобрабатываемой поверхности,Таким образом, возникающие в процессе обработки отклонения действительного размера детали от заданноговследствие износа инструмента, а также влияния зазоров и люфтов в кинематической цепи обрабатывающая головка - бабка компенсируются соответствующим перемещением обрабатывающей головки посредством привода осевой подачи, что позволяет увеличитьточность и стабильность размеровобработанных деталей. Формула изобретенияОбрабатывающее устройство с системой активного контроля, содержащее крепежный стол с приводами продольного и поперечного перемещения, бабку с обрабатывающей головкой и приводом осевой подачи и систему управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, обрабатывающая головка выполнена со сквозным осевым отверстием, а система активного контроля снабжена установленным в корпусе на направляющих в пневматических подшипниках измерительным щупом в виде трубки с соплом, подключенной к стабилизированному пневмоисточнику и подпружиненной относительно корпуса, установленного внутри. отверстия в обрабатывающей головке, светодиодом, установленным на трубке, и закрепленным на бабке мультисканом с электронной схемой, связанной выходом с входом системы управления, при этом электронная схема содержит два источника напряжения смещения, включенные параллельно обоим делительным слоям мультискана навстречу друг другу, два генератора противофазного пилообразного напряжения, подсоединенные встречно источникам напряжения сме 1484592щения к начальным контактам делительных слоев, и блок выделения и обработки видеосигнала, подключенный первым и вторым входами к генерато 5 ,рам пилообразного напряжения, а третьим входом к одному из контактовсреднего слоя мультискана, а выходомк входу блока преобразования н согласования, выход которого является выходом электронной схемы,