Спосіб підвищення точності обробки на металорізальних верстатах

Спосіб підвищення точності обробки на металорізальних верстатах, при якому під час обробки виконується корекція взаємного положення інструмента і виробу - у напрямку виконуваного розміру за допомогою приводу подачі на значення, що отримане на підставі попередніх вимірів похи бок реальної поверхні, який відрізняється тим, що вимірюється реальна поверхня заготовки, а значення корекції отримується як різниця між поточною глибиною різання, виміряною під час обробки за допомогою датчика, що вимірює відстань від вершини інструмента до необробленої поверхні оброблювального виробу, і розрахунковим значенням глибини різання для поточного відносного положення інструмента і виробу, що отримується як відстань між ВІДПОВІДНИМИ точками завчасно виміряної поверхні заготовки і завчасно підготовленої математичної моделі поверхні готового виробу Винахід відноситься до галузі машинобудування і може бути використаним у різноманітних випадках як технологічний захід досягнення точності обробки різанням Відомий спосіб підвищення точності обробки на металорізальних верстатах з ЧПК, при якому періодично виконуються вимірювання точності траєкторій переміщення виконавчих органів верстата і на підставі цих вимірювань розраховується таблиця корекції, що заноситься в систему ЧПК й використовується у подальшому для корекції положення виконавчих органів під час обробки (Ратмиров В А Управление станками гибких производственных систем - М Машиностроение, 1987 -272с ил) До недоліків цього способу слід віднести залежність точності компенсації від часу у періоді між двома операціями вимірювання точності, а також неможливість компенсації пружних і теплових деформацій Відомий також спосіб підвищення точності роботи направляючих, при якому здійснюється корекція положення рухомого вузла за допомогою приводів малих переміщень, де у якості вимірювальної бази використовують еталонну поверхню, яка має форму траєкторії руху рухомого вузла, контролюють положення рухомого вузла за допомогою взаємодії датчиків з еталонною поверхнею, які вимірюють величину відхилення положення рухо мого вузла відносно еталонної поверхні, при цьому датчики з'єднані з приводами малих переміщень, які здатні переміщувати рухомий вузол у напрямку, протилежному напрямку відхилення, що виміряне датчиками і на величину, яка виміряна датчиками Відомий також пристрій для реалізації цього способу, що містить направляючі, рухомий вузол, розташований на гідростатичних опорах, регулятори подачі мастила у кишені гідростатичних опор, насосну станцію, підсилювачі постійного струму, еталонну поверхню, виконану у вигляді двох паралельних промінів світла, фотоелектричні датчики, які встановлені на рухомому вузлі з можливістю взаємодії з променями світла, причому датчики з'єднані з регуляторами подачі мастила через підсилювачі таким чином, що зміна товщини шару мастила, яка викликана сигналом від датчика, викликає переміщення рухомого вузла у напрямку, протилежному відхиленню, що виміряне датчиками (Патент України №40072 А) До недоліків цього способу слід віднести неможливість компенсації теплових і пружних деформацій тих елементів системи, що не охоплені колом зворотного зв'язку, зокрема оброблюваного виробу, а також складність реалізації еталонної поверхні для траєкторії, що відрізняється від прямої ЛІНИ В основу винаходу поставлена задача підви СО (О 61344 щення точності обробки різанням шляхом компенсації пружних деформацій всіх елементів технологічної системи, включаючи пружні деформації оброблюваного виробу Поставлена задача вирішується використанням системи автоматичного керування, створеної датчиком відстані, що вимірює відстань від необробленої поверхні виробу до бази інструмента (тобто поточну глибину різання), пристроєм пам'яті, порівняльним пристроєм, датчиками положення рухомих вузлів верстата і приводом подачі, завдяки чому глибина різання підтримується рівною розрахунковому значенню для поточної точки поверхні виробу, яке міститься у пристрої пам'яті Датчик відстані може бути будь якого типу (контактний механічний перетворювач, оптичний, пневматичний, індуктивний, тощо) У якості блоку пам'яті і порівняльного пристрою може бути використана мікропроцесорна система (електронна обчислювальна машина), що зв'язана з приводом подачі через систему ЧПК верстата, або за допомогою інших пристроїв (цифро-аналоговий перетворювач, підсилювач, і т д ), і обладнана аналогоцифровими перетворювачами для зв'язку з датчиками У якості датчиків положення рухомих вузлів верстата можна використати штатні датчики зворотного зв'язку верстата з ЧПК, такі як сельсини, індуктасини, оптичні інкрементальні датчики, тощо Запропоноване технічне рішення відповідає критерію "винахідницький рівень", тому що в техніці не відоме використання віртуальної моделі поверхні виробу у якості еталонної поверхні, і необробленої поверхні виробу у якості вимірювальної бази для компенсації пружних деформацій виробу і елементів верстата Суть способу полягає утому, що на поверхню заготовки накладається умовна координатна сітка, крок якої залежить від потрібної точності компенсації, та особливостей конкретного типу верстата На верстаті безпосередньо навколо інструмента Комп'ютерна верстка Н Лисенко встановлюють датчик, що вимірює відстань від бази інструмента до необробленої поверхні виробу, тобто глибину різання За допомогою цього датчика при відсутності інструменту, або при виведеному інструменті проводять вимірювання поверхні заготовки у вузлових точках обраної координатної сітки відносно установочної бази виробу у напрямку розміру виробу, який буде виконано на даній операції Одночасно результати цих вимірювань автоматично заносяться у пристрій пам'яті у вигляді трьохмірної дискретної моделі поверхні заготовки, причому від датчика відстані надходить інформація про розмірну координату поточної точки координатної сітки, а від датчиків положення рухомих вузлів верстата - інформація про місце знаходження цієї точки у координатній СІТЦІ При суміщенні отриманої моделі з завчасно підготованою моделлю поверхні готового виробу аналогічної структури отримують модель глибини різання як масив значень відстані між ВІДПОВІДНИМИ точками моделей поверхні заготовки і готового виробу Після ЦІЄЇ операції інструмент повертають у робочий стан і починають обробку Під час обробки результати вимірювань поточної глибини різання від датчика надходять до порівняльного пристрою, де порівнюються з розрахунковим значенням для поточної точки, що взяте з моделі глибини різання, яка міститься у пристрої пам'яті В результаті порівняння виробляється сигнал корекції для привода подачі, який надходить до привода подачі і забезпечує компенсацію розходження реальної поточної глибини різання з розрахунковим значенням для поточної точки координатної сітки Таким чином можливо зменшити вплив пружних деформацій елементів технологічної системи на точність виробу до значення чутливості датчика, або елементарного переміщення привода подачі Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119