Устройство для автоматической подналадки многорезцовых станков

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сфюэ Советских Сфцналистичвсиихреспублик и 876313(51)М. Кл. с присоединением заявки РЙ -В 23 В 25/06 Бюллетень М 40. 3 Ьвулзрстеопак крмктет СССР в двязм кзабретеикй и епрыткй(53) УДК 621,9. ,62.52 (088.8) Дата опубликования описания 30.10.81(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПОДНАЛАДКИ МНОГОРЕЗЦОВЬИ СТАНКОВ1Изобретение относится к токарным и расточ иым металлорежущим станкам, а именно к измерительным контролирующим устройствам дпя наблюдения за режущим инструментом в;процессе обработки.Известно устройство для раздельной автомати- ф ческой подналадки несколысих резцов в много. резцовых борштангах, в котором каждый резец имеет исполнительный механизм перемеще. ння резцов в поперечном относительно обрабатьтваемой поверхности напрзвленин и блок.лотт- тО наладки и отвода резцов 11.Недостатком известного устройства является невозможность поднзладки й замени резца в процессе обработки деталц, что снижает йроиз. воднтельность станка.Цель изобретения - повышение производи.тельиости станка эа счет замены и подналадки резцов в процессе обработки.Поставленная цель достигается тем, чтоуст. ройство снабжено датчиками нагрузки резцов, . датчиком размеров детали с усилительно.преоб. разовательным блоком и датчиками рабочего и отведенного положений резца, расположенными на каждом исполнительном механизме, а блок подналадки и отвода резцов выполнен в виде блока коммутации, содержащего аналого-цифро. вой компаратор нзпряжения, выполненный н логических элементах И-НЕ, по два элемента между предыдущим и носледукицим резцами, при этом выходы датчика рабочего положения и датчика нагрузки каждого резца, за исключением последнего, подключены ко входам перво. го логического элемента, выход которого соединен со входом исполнительного механизма следующего резца, выход датчика отведенного положения которого соединен с одним из входов этого же логического элемента, а выход датчи. ка отведенного положения резца подключен ко входу второго логического элемента, выход ко. торого соединен со входом его исполнительного механизма, а другой вход указанного лопгческого элемента соединен с выходом датчика рабочего положения следующего резца, кроме то го, выход датчика размеров детали через усилительно. преобразовательный блок и блок коммутации соединен со входами исполнительных ме. ханизмов.На чертеже представлена принципиальная схема устройства,.Борштанга 1 (например, расточная, вращающаяся, - дифференциальнуя или двухопорная,суппорт или иной узел юкарного или расточного станка) несет иа себе несколько автономных резцовых блоков 2, 3 и 4 и измерительный датчик 5 для автоматического измеренияв процессе резания отклонения диаметральногоразмера детали 6 от заданного с механизмом 7начальной размерной настройки. Резцовые бло.ки установлены со смещением один относительно друтого в направлении оси борштанги, Каж.дый из резцовых блоков состоит из режущегоинструмента 8, исполнительного механизма 9возвратно-поступательного перемещения режущего инструмента и датчика 10 нагрузки.Все выходы датчиков 10 нагрузки электри.чески связаны отдельными каналами 11 с соответствующими входами четырех схем И-НЕ анаЛого. цифрового компаратора 12 напряженияблока 13 коммутации,Вход аналого-.цифрового компаратора 12 напряжения, кроме того, соединен электрическойцепью 14 с измерительным датчиком 5 черезусилительно-преобразователЬный блок 15, питаемый от сети через блок 16 питания,Выходы блока 13 коммутации соединены от.дельными каналами кабеля 17 с исполнительны.ми механизмами перемещения режущих инструментов и самостоятельной электрической цепью18 с механизмом начальной размерной настрой.ки измерительного датчика,На регулирующих органах исполнительныхмеханизмов возвратно-поступательного переме.щения режущих инструментов 8 каждого рез.цового блока (2, 3 и 4) закреплены ползуны19, а в корпусах каждого из исполнительныхмеханизмов 9 автономного перемещения режущих инструментов установлены датчики 20 по.ложения, фиксирующие положение инструментав подведенном и отведенном состоянии, Выходы датчиков 20 электрически связаны отдельными каналами кабеля 11 с соответствующимивходами четырех схем И-НЕ аналого-цифровогокомпаратора 12 напряжения блока 13 коммутаФции,Ползуны 19 контактируются с соответству.ющими якорями датчиков 20. После замыканияконтактов датчиков ползун имеет возможностьдальнейшего перемещения (вместе с регулирующим органом соответствующего исполнительного механизма 9, причем без размыкания кон.тактов микропереключателя и, следовательно,без нарушения требуемого порядка коммутациии связей узлов устройства), чтобы осуществлятьнеобходимую компенсацию погрешностей обработки детали (автоподналадку инструмента) спомощью того же исполнительного механизма, 55 якорей датчиков 20 их подведениое к обрабатьваемой детали положение. Затем фиксируютпо ползунам 19. и соответствующим положениям якорей датчиков 20 отведенное положение который выполняет замену изношенного режущего инструмента на .новый,Чтобы осуществлять автоподналадку в большом диапазоне размеров и независимо от настройки датчиков 20, ползун имеет длину боль.шую, чем диапазон срабатывания датчиков 20,фиксирующих положение режущих инструментовв подведенном и отведенном состояниях.Резцовые блоки 2, 3 и 4.установлены со1 О смещением один относительно другого в направлении оси борштанги (направлении продольнойподачи режущего инструмента) При этом возможны две конструктивные схемы относительного расположения заменяемого и заменяющих15 резцовых блоков. В первом случае заменяющийрежущий инструмент 8, например, резцовогоблока 3 вступает в работу с отставанием от за.меняемого инструмента 8 резцового блока 2;при этом заменяющий режущий инструмент под 2 О водитСя к обработанной поверхностИ детали 6,и блок коммутации 13 может сразу же отклю.чить датчик 5 и усилительно-преобразовательньпгблок 15 от входа исполнительного механизма 9заменяемого резцового блока 2 и подключить25 их к исполнительному механизму 9 эаменяюще.го реэцового блока 3, Во втором случае заменяющий режущий инструмент 8, например, реэ.цового блока 3, вступает в работу с опережением заменяемого инструмента 8 резцового бло .ка 2 (не. показано); заменяющий режущий инструмент подводится к необработанной поверхности детали 6 и, врезаясь в нее, выходит на/заданный диаметрйльный размер, а блок 13 коммутации должен с соответствующей временнойзадержкой отключить датчик 5 и усилительно 35преобразовательный блок 15 от входа исполнительного механизма 9 заменяемого резцовогоблока 2 и подключить их к исполнительномумеханизму 9 заменяющего резцового блока 3(с тем, чтобы определенное время заменяемый40и заменяющий режущие инструменты одновре.менно осуществляли процесс резания); временная задержка может осуществляться, например,с помощью реле времени или по исчезновениювыходного сигнала датчика 10 нагрузки заме.няемого резцового блока.Устройство работает следующим образом.Перед началом работы режущие инструменты8 резцовых блоков 2, 3 и 4 настраивают натребуемый диаметральный размер детали попробной заточке детали 6 или по фальшвтулке (не показана), жестко связанной с обрабатываемой деталью. Выполнив размерную настройку всех режущих инструментов, фиксируют по ползунам 19 и соответствующим положениям876313 датчиков 20 на те или иные входы схем И-НЕаналого. цифрового компаратора 12 подаются .значащие (отличные от нуля) подготовительные 1 О струмента 8 имеются в наличии, а заменяемый режущий инструмент реэцового блока 2 полностью износился и потерял стойкость), на вы ходе схемы, И-НЕ, появляется значащий (отлич На обработанный этим режущий инструментом: 15небольшой поясок детали выводят измеритель 20.В процессе обработки детали 6 режущим инструментом 8 реэцового блока 2 измеритель, ный датчик 5 контролирует диаметральный размер детали и при возникновении отклонепйя т 5 размера того илк иного знака и величины щ.дает соответствующий управляющий сигнал, ко- торый после усиления и преобразования в уси- . лительно-преобразовательном блоке 15 по эпект рической цеди 14 через аналого-цифровой ком: паратор 12 напряжения блока 13 коммутации и по отдельному каналу кабеля 17 поступает в исполнительньщ механизм 9 резцового бло ка 2. ИсполннтельньпЧ механизм производит соответствующее перемещение режущего инстру 35 мента для компенсации возникающих в процес.: се резания погрешностей обработки, стабилизируя, тем самым, дкаметральный размер обрабатываемой детали,4050 45 55 5всех режущих инструментов; причем режущиеинструменты 8 резцовых блоков 3 и 4 отводят от обрабатываемой детали на определенную величину (равную диапазону срабатывания датчиков 20 указанных вьппе исполнительных меха. низмов резцовых блоков). При этом по электрическим цепям через соответствующие выходы сигналы. Режущий инструмент 8 резцового блока 2(1-й инструмент) оставляют в рабочем положе нии - .в контакте е обрабатываемой деталью б.,ный датчик 5, который настраивают на задиь. ный номинальный размер обрабатываемой детали с помощью механизма 7 начальной размер.ной настройки. В процессе резания затупление режущего инструмента 8 резцового блока 2 вызывает возрастание действующего на резец усилия резания и, следовательно, соответствующего выходного сигнала датчика 10 нагрузки, При досткжешщ выходным сигналом датчика нагрузки наперед заданного предельного значения (соответствующего моменту, когда износ режущего инструмента 8 достигает предельного значения) датчик 10 нагрузки срабатывает и на вход логического элемента схемы И-НЕ, аналого.цифрового компаратора 12 напряжения блока 13 коммутации поступает значащий (отлкчный от нуля) сигнал. На второй и третий входы схемы ИНЕ как указывалось выше, ранее были поданы значащие (отличные от нуля) подготовительныесигналы, характеризующие, соответственно, подведенное (к обработанной поверхности детали)положение режущего инструмента 8 заменяемогорезцового блока 2 и отведенное (от обработан. ной поверхности детали) положение режущего инструмента 8 заменяющего резцового блока 3.Когда сигналы на всех трех входах схемы И-НЕ становятся значащими (это указывает, что заменяемый и заменяющий, режущий инстру менты резцовых блоков 2 и 3 в момент осуществления автоматической смены режущего кнный от нуля) сигнал, который вызывает появление на выходе блока 13 коммутации иомак-. ды на подвод заменяющего режущего инструмента 8 резцового блока 3.Режущий инструмент 8 реэцового блока 3 подводится своим исполнительным механизмом 9к обрабатываемой детали и вступает в работу; . при этом ползун 19, закрепленный на регулирующем органе исполнительного механизма перемещения этого режущего инструмента, воздействует на датчик 20, фиксирующий его подведенное состояние. На одном из входов схемы И-НЕ при этом появляется значащий (отличный от нуля) сигнал; на второй вход логического элемента схемы И-НЕт, как указывалось выше, ранее был подан значащий (отличный от нуля) подготовительный сигнал от дат. чика 20 положения заменяемого режущего ин. струмента 8 реэцового блока 2 в отведенном положении. Когда на обоих входах схемы И-НЕ сигналы становятся значащими (отлкч. ными от нуля), на выходе схемы И-НЕа по. являешься значащий (отлкчный от нуля) сигнал, который вызывает появление ка выходе блока 13 коммутации команды на отвод заменяемого режущего инструмента 8 резцового блока 2. Полвол заменяющего режущего инструмента 8 резпового блока 3 (2-й кнструмент) происходит до тех пор, пока не сработают контакты датчика 20 положения второго исполнительного механизма 9, фиксирующие подведенное состо. яике режущего инструмента, прк котором он выходит на заданный прк начальной размерной настройке диаметральный размер обрабатываемой летали, После этого блок 13 коммутации отключает датчик 5 к усилительно-преобразова- тельный блок 15 от исполнительного механизма 9 заменяемого резцового блока 2 (с полностью изношенным режушкм инструментом 8) к полключает датчик 5 к усилительно.преобразовательный блок 15 к исполнительному механизму 9 заменяющего резцового блока 3 (с новым режущим инструментом). В процессе дальнейшей обработки детали 6режущим инструментом 8 резцового блока 3кзмерителькык датсщк 5 контролирует дкамет.ральный размер детали и прк возникновенииотклонения размера того или иного знака ивеличины подает соответствующий управляющийсигнал, который после усиления и преобразования в усилительно-преобразовательном блоке15 по электрической цепи 14 через аналогоцифровой.комнаратор 12 блока 13 коммутациии по отдельному. каналу кабеля 17 поступаетв исполнительньщ механизм 9 резцового блока 3,Исполнительный механизм производит соответствующее перемещение режущего инструмента 1 одля компенсации возникающих в процессе резания погрепшостей обработки, продолжая;стабилизировать, тем самым, диаметральный раз.мер обрабатываемой детали., Цикл автоматической смены изношенного режущего инструмента на новый повторяется безпрерывания. процесса обработки поверхностидетали в течение одного прохода до тех пор,пока все имеющееся наличие заменяющих резцовых блоков устройства не будет использовано. Количество устанавливаемых на борштангеили суппорте. ставка резцовых блоков оиределяется условиями производства в зависимостиот длины обрабатываемой. детали, стойкостиинструмента, твердости материала. обрабатываемой детали и-т.п,Послежееельный подвод к обработанноййоверхности с включением в контур регулиро.вания очередного острозаточениого режущегоинструмента и одновременный отвод затупившегося режущего ийструмента с отключением30его от контура регулирования без перерывапроцесса обработки позволяет повысить произ.. водительность и точность обработки станка,35Формула изобретенияУстройство для автоматической подиаладки многорезцовых станков, содержащее исполнительные механизмы возвратно-поступательногоперемещения резцов в поперечном относительно обрабатываемой поверхности направлении,и блок подналадки и отвода резцов, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности станка за счет замены и подналадки резцов в процессе обработки,оно снабжено датчиками нагрузки резцов, датчиком размеров детали с усилительно.преобразовательным блоком и датчиками рабочего иотведенного положений резца, которые расположены на каждом исполнительном механизме,а блок подналадки. и отвода резцов выполненв виде блока коммутации, содержащего ана.лого-цифровой компаратор напряжения, выполненный на логических элементах И-НЕ, по дваэлемента между предыдущим и последующимрезцами, при этом выходы датчика рабочегоположения и датчика нагрузки каждого резца,за исключением последнего, подключены ковходам первого логического элемента, выходкоторого соединен со входом исполнительно-го механизма следующего резца, выход датчи.ка отведенного положения которого соединенс одним иэ входов этого же логического эле.мента, а выход датчика, отведенного положениярезца подключен ко входу второго логическогоэлемента, выход которого соединен со входомего исполнительного механизма, а другой выходуказанного логического элемента соединен свыходом датчика рабочего положения следую-.щего резца, при этом выход датчика размеровдетали через усилительно-преобразовательныйблок и блок коммутации соединен со входамиисполнительных механизмов,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР Юф 343776, кл, В 23 В 25/06, 1971,