Способ позиционирования режущего инструмента

(191 (11) 2 15/00 4 В ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ИИ 3 е ЗОБРЕТЕНИЯ, " " ф 1г ОП ЕЛЬСТВУ кое бюруктор острое асилье штейн, Егоров в,А.И.НеМ.С.Кли СССР 1983 ьств 5/06 ОВАНИЯ РЕЖУЩЕГ итс ласти ности к спосо матически ВТОРСНОМУ СнИ(71) Специальное консро прецизионного стан(57) Изобретение отностанкостроения, в часбам, реализуемым в ав линиях, обрабатывающих центрах, системах гибкого автоматизированного производства. Цель изобретения - повышениеточности позиционирования за счетиспользования инструмента в качествеизмерителя. Для этого заготовку устанавливают на станке, инструмент приводят во вращение. Инструмент пов".дят до качания к аттестационнойплощадке. Момент касания определяютпо возникновению высокочастотных колебаний. В этот момент измеряют координату инструмента. Далее инструментподводят к поверхности детали, подлежащей обработке. Касание определяютв момент возникновения высокочастотных колебаний. При этом измеряют координату инструмента, 10 ил.132482Изобретение относится к станкостроению, в частности к способам, реализуемым в автоматических линиях, обрабатывающих центрах, системах гибкого автоматизированного производ ства.Цель изобретения - повышение точности за счет использования инструмента в качестве измерителя,На фиг. 1 представлена принципиаль 10ная схема осуществления предлагаемого способа при расточке кольца; нафиг. 2 - модификация способа применительно к фрезерованию; на фиг. 3 - тоже, применительно к обработке шлифованием, на фиг. 4 - осуществлениеспособа применительно к обработке нацентровом круглошлифовальном станке;на фиг. 5 - то же, при токарной обработке в патроне; на фиг. 6 - то же, 2 Оприменительно к шлифованию желоба наружного кольца шарикового подшипника;на фиг. 7 - то же, применительно кшлифованию трех плоских поверхностейпаза прямоугольного профиля, на фиг. 258 - то же, при обработке криволинейного профиля; на фиг. 9 - то же, приобработке трапециевидного паза, нафиг. 10 - то же, вариант,. Изделие 1 (фиг, 1) закрепляют на 30столе станка (не показан) и приводятво вращение, а инструмент 2, например резец, закрепляют в держателе рабочей головки З,в данном случае суппорте станка, Затем перемещают рабочую головку 3 вправо, например, посредством привода 4 и шариковой винтовой пары 5 до касания вершины резцас являющейся базой отсчета фиксированной относительно станка поверхностью 6, например поверхностью "нулевой" измерительной головки (датчика),отстоящей от оси ОУ на фиксированноерасстояние Х , и вводят в память системы ЧПУ показание датчика 7 линейных перемещений. Затем отводят суппорт 3 влево на расстояние, превышающее величину Х -Х - Ь ; где Х = Э/2заданный радиус рассрочки отверстияизделия 1 и Ь - величина заданногоприпуска на обработку. Дапее вводятинструмент 2 движением суппорта пооси ОУ вниз в отверстие изделия 1 изатем по оси ОХ до касания инструментом 2 подлежащей обработке поверхнос-ти, в момент касания датчика 8, например вибрационный или акустический,выдает сигнал Касание", По этомусигналу снова считываются показания 2 2датчика 7 и сравнивают его с заданным . значением Х для определения фактического припуска Л и, с учетом величины этого припуска, годности заготовки (если припуск меньше минимально допустимого), формируется сигнал или команда "Сменить заготовку". Если заготовка имеет достаточный припуск, система ЧПУ выдает команду на продолжение обработки, например на выполнение черновой получистовой и чистовой расточки отверстия.Если после черновой расточки сигнал датчика 8 остается прерывистым, что указывает на наличие черновины или дефекта материала (раковины), система ЧПУ также формирует команду пСменить заготовку", при непрерывном и равномерном сигналах датчика 8 обработка продолжается.В процессе обработки периодически контролируют величину износа инструмента 2, для этого последний выводят иэ отверстия изделия 1, подводят к поверхности (базе отсчета) 6, фиксируют момент касания и отсчитывают показания датчика 7 в этот момент, если это показание изменилось по сравнению с введенным раньше в память значением, износ инструмента определяют как разность нового и прежнего отсчетов, и если износ инструмента в пределах допуска, компенсируют износ путем ввода в память нового отсчета. Если износ превышает допустимое значение, формируют команду или сигнал "замена инструмента". Эту же команду формируют при поломке инструмента, в результате которой обработка прерывается и сигнал датчика 8 внезапно исчезает или изменяет значение. Помимо контроля износа инструмента и его компенсации предлагаемый способ обеспечивает возможность измерения упругого отжатия инструмента. Для этого вводят в память значение отсчета датчика 7 при очередном проходе инструмента, отводят инструмент от обрабатываемой поверхности на расстояние, заведомо превышающее величину отжатия, и снова подводят до касания обработанной .поверхности, т.е. до появления сигнала датчика 8, Отжатие инструмента равно разности сигналов датчика 7 в момент касания инструментом обработанной поверхности и при ее обработке (во время последчего прохода).Возможен также другой вариант опреде3 13248 ления величины отжатия инструмента. Согласно этому варианту, подводят инструмент до касания с обрабатываемой поверхностью, производят отсчет по датчику 7 в момент касания, выводят инструмент иэ отверстия изделия, подводят его на фиксированную глубину резания, осуществляют проход, отводят инструмент, повторно подводят его до касания и снова производят отсчет. 10Величина отжатия равна установленной глубине резания за вычетом фактического съема металла, равного разности двух укаэанных отсчетов.Способ осуществляют также при эа мене суппорта 3 рабочей головкой другого типа - фрезерной головкой, оснащенной фрезой 9 (фиг. 2) или шлифовальной бабкой, оснащенной шлифовальным кругом О (фиг. 3).20Поверхность 6 может быть связана с чувствительным элементом (датчиком касания) любого типа, или выполнена иэ сверхтвердого материала (фиг. 2 и или 3) в этом случае сигнал касания 25 может выдавать датчик 8. Эти модифи" кации способа отличаются только типом инструмента и конструктивным выполнением базы 6 отсчета, которая применительно к вращающемуся инструменту (9 или 10) может быть выполнена, например, в виде неподвижной детали с износоустойчивой базовой поверхностью (эльбор, карбонадо), связанной с вибродатчиком 8. В исполнении по фиг. 4 дополнительно предусмотрено устройство для правки круга 10, оснащенное алмазом 11, и датчики8 смонтированы на пиноли задней бабки и на устройстве для правки кру"40 га. При шлифовании цилиндрической детали круг 10 правят алмазом 11, при этом момент окончания правки определяют по характеру сигнала датчика 8, связанного с держателем алмаза 45 11. Непрерывныйсигнал или сигнал с допускаемой прерывистостью означают завершение правки. После правки алмазом 11 подводят круг 10 до касания с фиксированной базой 6 отсчета, распо ложенной на известном расстоянии Х от оси ОУ, и вводят в память соответ" ствующий этому положению отсчет по датчику 7. Далее подводят инструмент (круг) 10 к заготовке, как было указано, определяют величину припуска и с ее учетом задают режим обработки, в частности глубины резания при черновом, получистовом и отделочном про 22 4ходах, а при недостаточном припускеформируют команду на замену заготовкиили изменение режимов обработки.В модификации по фиг. 5 база отсчета выполнена в виде бурта 2 ствердым покрытием, связанного сошпинделем станка, например, выполненного на патроне. Периферия бурта 12 "определяется координатой Х, а первый торец - координатой У . В данномслучае один датчик 8 на суппорте выдает сигналы о контакте резца и с базой 12 отсчета и с заготовкой,В модификации способа по фиг. 6загоРовку приводят во вращение шпинделем 13, Один из датчиков 8 связан с базой отсчета, отстоящей от оси Х на расстоянии Х 0, а второй - с радиальной опорой 14 базирования заготовки (изделия) 1. При касании круга 10 заготовкой в последней возникают колебания, сообщаемые опоре 14 и датчику 8, который формирует сигнал касания. Круг 10 правят алмазом 15.В модификации по фиг. 7 применительно к точному шлифованию трех поверхностей иэделия 1 исходные положе" ния рабочих поверхностей круга 10 фиксируют по базам 6 (У,), 16 (Х) и 1 (Х ) отсчета. Наличие "левой" и "оравойбаз отсчета Х позволяет исключить влияние изменения толщины круга 10, например, при правке его торцов, а также учесть выборку люфтов и отжатие круга в осевом направлении левой 18 и правой 19 боковыми поверхностями паза изделия 1.При шлифовании криволинейной по" верхности 20 изделия 1 кругом 10 (фиг. 8) датчик 8 обеспечивает формирование сигнала "Касание" при контро.ле заготовки, в ходе обработки и контроле. готового изделия по координатам (Х У ) (Хр Ула ) и тОбработка наклонной боковой стенки 21 трапециевидного паза изделия 1 кругом 10 возможна (фиг. 9) координатным способом, идентичным представленному на фиг. 8, с подачей круга по осям ОХ и ОУ. Возможна также обработка с использованием модификации способа по фиг. 10 Согласно этой модификации определяют угол А наклона обрабатываемой стенки. разворачивают направляющие кареткикруга 10 на этот угол и ведут обра 5 13248 ботку с подачей круга вдоль этих направляющих.Формула изобретения Способ позиционирования режущего инструмента, при котором устанавливают на станке заготовку и инструмент, используя по крайней мере одну аттестационную площадку и датчик перемешений инструмента, определяют коорди наты обрабатываемой поверхности заготовки и режущей поверхности инструмента и по результатам измерений корректируют программу обработки,22 6о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности, инструментприводят во вращение, подводят к ат.тестационной площадке до касания, определяют по возникновению высокочастотных, преимущественно ультразвуковых, колебаний момент касания и измеряют координату инструмента в моменткасания, после чего инструмент поводят к обрабатываемой поверхности докасания, момент касания определяют повозникновению высокочастотных колебаний и измеряют координату инструментав момент касания,1324822 Составитель А.Семеновактор И.Горная Техред Н.Глущенко орректор С.Черн 3002/12 Тираж 785 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 113035, Москва, Ж-Э 5,Подписно комите открыт ушская наб., д, 4/5 род,ул.Проектная Производственно-полиграфическое предприятие, г