RU160357U1 - PARTS ACCURACY CONTROL DEVICE - Google Patents

Abstract

Устройство для управления точностью обработки деталей, содержащее блок аналого-цифрового преобразователя сигнала, подключенный к блоку управления электродвигателями, первый выход которого подключен к двигателю, управляющему продольным суппортом, а второй выход - к двигателю, управляющему поперечным суппортом станка, отличающееся тем, что оно снабжено механически закрепленным на станке с возможностью соприкосновения с обрабатываемой деталью измерительным колесом и соединенным с ним ременной передачей тахометром, выход которого соединен с блоком аналого-цифрового преобразователя сигнала.A device for controlling the accuracy of processing parts containing a block of an analog-to-digital signal converter connected to an electric motor control unit, the first output of which is connected to an engine controlling a longitudinal support, and the second output is connected to an engine controlling a transverse support of a machine, characterized in that it is equipped mechanically fixed on the machine with the possibility of contact with the workpiece being machined by a measuring wheel and a belt drive connected to it by a tachometer, the output of which is connected Inen with a block of analog-to-digital signal converter.

Description

Полезная модель относится к области металлообработки, в частности к устройствам управления точностью обработки деталей на металлорежущих станках, и может быть использована для автоматической коррекции скорости вращения шпинделя токарного станка, в зависимости от диаметра обрабатываемой заготовки.The utility model relates to the field of metalworking, in particular to devices for controlling the accuracy of machining parts on metal cutting machines, and can be used to automatically correct the rotation speed of the spindle of a lathe, depending on the diameter of the workpiece.

Из уровня техники известна конструкция устройства для обработки деталей на оборудовании с числовым программным управлением (RU 2309034, МПК B23Q 11/02, опубл. 27.10.2007 г.], содержащего деталь, резец, резцедержатель, средство для удаления стружки и пыли, датчик силы резания, операционный усилитель, резистор, коммутатор, контроллер и компьютер [1].The prior art construction of a device for processing parts on equipment with numerical control (RU 2309034, IPC B23Q 11/02, publ. 10/27/2007], containing the part, cutter, tool holder, means for removing chips and dust, force sensor cutting, operational amplifier, resistor, switch, controller and computer [1].

Недостатком известного устройства, по нашему мнению, является низкое качество поверхностей изготавливаемых с его помощью деталей, обусловленное тем, что при управлении точностью обработки учитывается только один фактор, влияющий на нее, а именно - наличие стружки.A disadvantage of the known device, in our opinion, is the low quality of the surfaces of the parts made with it, due to the fact that when controlling the accuracy of processing only one factor is taken into account that affects it, namely, the presence of chips.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является конструкция устройства управления точностью обработки деталей (RU 2379169, МПК B23Q 15/00, опубл. 20.01.2010 г.), содержащего резец, силометрический датчик, операционный усилитель, резистор, контроллер и компьютер. Аналого-цифровой преобразователь устройства образует обратную связь с компьютером, а выход силометрического датчика соединен с входом аналого-цифрового преобразователя и первым входом операционного усилителя [2].Closest to the claimed technical solution is the design of a device for controlling the accuracy of machining parts (RU 2379169, IPC B23Q 15/00, published January 20, 2010), containing a cutter, a force gauge, an operational amplifier, a resistor, a controller, and a computer. The analog-to-digital converter of the device forms a feedback with the computer, and the output of the load cell sensor is connected to the input of the analog-to-digital converter and the first input of the operational amplifier [2].

Недостатком известной конструкции является недостаточно высокая точность обрабатываемых поверхностей: это связано с тем, что от силометрического датчика поступают данные только о значении величины силы резания, вместе с тем фактический диаметр обрабатываемой заготовки не измеряется.A disadvantage of the known design is the insufficiently high accuracy of the machined surfaces: this is due to the fact that only the value of the cutting force is received from the force gauge, however, the actual diameter of the workpiece being processed is not measured.

Технической задачей, на решение которой направлено заявленное техническое решение, является увеличение точности обработки деталей на металлорежущих станках.The technical problem, the solution of which the claimed technical solution is directed, is to increase the accuracy of machining parts on metal cutting machines.

Указанная задача решена за счет того, что устройство управления точностью обработки деталей содержит блок аналого-цифрового преобразователя сигнала, подключенный к блоку управления электродвигателями, первый выход которого подключен к двигателю, управляющему продольным суппортом, а второй выход - к двигателю, управляющему поперечным суппортом станка. При этом устройство снабжено механически закрепленным на станке с возможностью соприкосновения с обрабатываемой деталью измерительным колесом и соединенным с ним ременной передачей тахометром, выход которого соединен с блоком аналого-цифрового преобразователя сигнала.This problem is solved due to the fact that the control device for precision machining of parts contains an analog-to-digital signal converter unit connected to an electric motor control unit, the first output of which is connected to the engine controlling the longitudinal support, and the second output to the engine controlling the transverse support of the machine. In this case, the device is equipped with a measuring wheel mechanically fixed on the machine with the possibility of contact with the workpiece and the belt drive connected to it by a tachometer, the output of which is connected to the block of the analog-to-digital signal converter.

Положительный технический результат, обеспечиваемый указанной совокупностью признаков, состоит в повышении точности механической обработки за счет автоматического регулирования глубины резания путем применения тахометра в качестве датчика, измеряющего фактический диаметр обрабатываемой заготовки, и блока управления, вычисляющего корректор глубины резания и подающего управляющие сигналы на двигатель поперечного суппорта. Относительная простота предложенной конструкции позволяет использовать устройство в мехатронных системах различного назначения.A positive technical result provided by the indicated set of features consists in increasing the accuracy of machining by automatically controlling the cutting depth by using a tachometer as a sensor measuring the actual diameter of the workpiece and a control unit that calculates the depth of cut corrector and feeds control signals to the cross caliper motor . The relative simplicity of the proposed design allows the device to be used in mechatronic systems for various purposes.

Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана схема установки измерительного колеса; на фиг. 2 - схема осуществления обработки детали; на фиг. 3 - блок-схема алгоритма автоматического регулирования глубины резания.The utility model is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a mounting diagram of a measuring wheel; in FIG. 2 is a diagram of a part processing; in FIG. 3 is a block diagram of an algorithm for automatically adjusting the depth of cut.

Устройство управления точностью обработки детали состоит из измерительного колеса 1, механически закрепленного на суппорте станка и соприкасающегося с обрабатываемой деталью 2, при этом упомянутое колесо с помощью ременной передачи 3 соединено с тахометром 4, а его выход через блок аналого-цифрового преобразователя сигнала 5 подключен к блоку управления электродвигателями 6. Первый выход блока управления электродвигателями подключен к двигателю, управляющему продольным суппортом 7, а второй выход - к двигателю, управляющему поперечным суппортом 8 станка.The accuracy control device for processing the part consists of a measuring wheel 1, mechanically fixed on the support of the machine and in contact with the workpiece 2, while the said wheel is connected to the tachometer 4 using a belt drive 3, and its output through the block of the analog-to-digital signal converter 5 is connected to the electric motor control unit 6. The first output of the electric motor control unit is connected to the engine controlling the longitudinal support 7, and the second output is connected to the engine controlling the transverse pportom 8 machine.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Обрабатываемая деталь 2 закрепляется в кулачковом патроне 9 и поджимается задним центром 10. Далее с помощью блока управления электродвигателями 6 задают расчетную величину скорости резания ν_Р, а также требуемый диаметр детали D, на основании которых блок управления осуществляет вычисление требуемой частоты вращения шпинделя n. Затем включают шпиндель и, управляя продольной и поперечной подачами, подводят резец к детали. После начала резания к детали подводят измерительное колесо 1, после чего с помощью блока управления 6 включают цикл автоматической коррекции глубины резания.The workpiece 2 is fixed in the cam chuck 9 and is tightened by the rear center 10. Then, using the electric motor control unit 6, the calculated value of the cutting speed ν _P and the required diameter of the part D are set, based on which the control unit calculates the required spindle speed n. Then include the spindle and, controlling the longitudinal and transverse feeds, bring the cutter to the part. After the start of cutting, the measuring wheel 1 is brought to the part, after which, with the help of the control unit 6, a cycle of automatic correction of the depth of cutting is switched on.

Приведем пример работы блока управления при вычислении корректора глубины резания.We give an example of the operation of the control unit when calculating the corrector for the depth of cut.

Входные параметры: расчетная скорость резания равна ν_Р=52,2 м/мин, а требуемый диаметр детали составляет D=95 мм. На основе указанных значений блок управления вычислит скорость вращения шпинделя по известной зависимости n=1000ν_Р/πD, которая, соответственно, составит n=175 об/мин. Пусть после начала точения, вследствие, например, износа механических узлов станка и потери точности обработки, фактическая скорость резания детали, определенная с помощью измерительного колеса, составит ν_Ф=53 м/мин. На основе обратной зависимости D_Ф=1000ν_Ф/πn блок управления вычислит фактический диаметр обрабатываемой заготовки, который для рассматриваемого примера составит D_Ф=96,45 мм. Следовательно, ошибка равна ΔD=D-D_Ф=96,45-95=1,45. Отсюда может быть вычислен корректор глубины резания t=Δt/2, значение которого равняется t=0,725 мм. Полученное значение корректора используется блоком управления при вычислении параметров сигнала для управления движением поперечного суппорта станка.Input parameters: the calculated cutting speed is ν _P = 52.2 m / min, and the required diameter of the part is D = 95 mm. Based on these values, the control unit will calculate the spindle speed from the known dependence n = 1000ν _P / πD, which, accordingly, will be n = 175 rpm. Suppose that after the start of turning, due, for example, to the wear of the mechanical components of the machine tool and the loss of machining accuracy, the actual cutting speed of the part, determined using the measuring wheel, will be ν _Ф = 53 m / min. Based on the inverse relationship D _Ф = 1000ν _Ф / πn, the control unit will calculate the actual diameter of the workpiece, which for this example will be D _Ф = 96.45 mm. Therefore, the error is ΔD = DD _F = 96.45-95 = 1.45. From here, the corrector of the cutting depth t = Δt / 2 can be calculated, the value of which is t = 0.725 mm. The obtained value of the corrector is used by the control unit when calculating the signal parameters to control the movement of the cross support of the machine.

Список использованных источниковList of sources used

1. Пат. 2309034 Российская Федерация, МПК B23Q 11/02. Устройство для обработки деталей на оборудовании с ЧПУ / Титов B.C., Бобырь М.В., Милостная Н.А., Бобовников Н.Ю., заявитель и патентообладатель Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования Курский государственный технический университет (RU). - №2005138099/02. заявл. 07.12.2005, опубл. 27.10.2007, Бюл. №30. - 5 с.: ил.1. Pat. 2309034 Russian Federation, IPC B23Q 11/02. A device for processing parts on CNC equipment / Titov B.C., Bobyr M.V., Milostnaya N.A., Bobovnikov N.Yu., applicant and patent holder State Educational Institution of Higher Professional Education Kursk State Technical University (RU). - No. 2005138099/02. declared 12/07/2005, publ. 10/27/2007, Bull. No. 30. - 5 p.: Ill.

2. Пат. 2379169 Российская Федерация, МПК B23Q 15/00. Способ и устройство управления точностью обработки деталей / Титов B.C., Бобырь М.В., Яхонтова Е.С., заявитель и патентообладатель Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования Курский государственный технический университет (RU). - №2008109406/02. заявл. 20.09.2009, опубл. 20.01.2010, Бюл. №2. - 12 с.: ил.2. Pat. 2379169 Russian Federation, IPC B23Q 15/00. Method and device for controlling the accuracy of part processing / Titov B.C., Bobyr M.V., Yakhontova E.S., Applicant and Patent Holder State Educational Institution of Higher Professional Education Kursk State Technical University (RU). - No. 2008109406/02. declared 09/20/2009, publ. 01/20/2010, Bull. No. 2. - 12 p.: Ill.

Claims (1)

Устройство для управления точностью обработки деталей, содержащее блок аналого-цифрового преобразователя сигнала, подключенный к блоку управления электродвигателями, первый выход которого подключен к двигателю, управляющему продольным суппортом, а второй выход - к двигателю, управляющему поперечным суппортом станка, отличающееся тем, что оно снабжено механически закрепленным на станке с возможностью соприкосновения с обрабатываемой деталью измерительным колесом и соединенным с ним ременной передачей тахометром, выход которого соединен с блоком аналого-цифрового преобразователя сигнала.

A device for controlling the accuracy of machining parts, comprising a block of an analog-to-digital signal converter connected to an electric motor control unit, the first output of which is connected to an engine controlling a longitudinal support, and the second output is connected to an engine controlling a transverse support of a machine, characterized in that it is equipped mechanically fixed on the machine with the possibility of contact with the workpiece being machined by a measuring wheel and a belt drive connected to it by a tachometer, the output of which is connected Inen with a block of analog-to-digital signal converter.

Images