RU2654120C1 - Method of correction of cutting tool position on cutting machine with cnc - Google Patents
Method of correction of cutting tool position on cutting machine with cnc Download PDFInfo
- Publication number
- RU2654120C1 RU2654120C1 RU2017119588A RU2017119588A RU2654120C1 RU 2654120 C1 RU2654120 C1 RU 2654120C1 RU 2017119588 A RU2017119588 A RU 2017119588A RU 2017119588 A RU2017119588 A RU 2017119588A RU 2654120 C1 RU2654120 C1 RU 2654120C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cutter
- tool
- cutting
- longitudinal
- machine
- Prior art date
Links
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000012937 correction Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims abstract 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 238000005555 metalworking Methods 0.000 abstract description 4
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000020347 spindle assembly Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q15/00—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
- B23Q15/20—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work before or after the tool acts upon the workpiece
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B25/00—Accessories or auxiliary equipment for turning-machines
- B23B25/06—Measuring, gauging, or adjusting equipment on turning-machines for setting-on, feeding, controlling, or monitoring the cutting tools or work
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Numerical Control (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области обработки заготовок на металлорежущих станках с числовым программным управлением и может быть использовано для построения системы автоматического управления процессом формообразования для устранения геометрических погрешностей обрабатываемых заготовок.The invention relates to the field of processing workpieces on machine tools with numerical control and can be used to build a system for automatic control of the forming process to eliminate geometric errors of workpieces.
Известны способы коррекции кинематической цепи винторезного станка [SU 1380913 А2, 06.02.1986 г.; АС №625909, 30.09.1978]. Недостатками этих способов является то, что авторы учитывают только погрешности ходового винта и шпинделя, не рассматривая факторы, влияющие на точность изготовления изделий, вызванные отклонениями других элементов технологической системы.Known methods for correcting the kinematic chain of a screw cutting machine [SU 1380913 A2, 02/06/1986; AC No. 625909, 09/30/1978]. The disadvantages of these methods is that the authors take into account only the errors of the lead screw and spindle, without considering the factors affecting the accuracy of manufacturing products caused by deviations of other elements of the technological system.
Известен способ автоматической компенсации тепловых смещений шпинделя металлорежущего станка с числовым программным управлением, который заключается в том, что устанавливает тепловые смещения шпинделя станка в процессе обработки и позволяет вводить коррекции в перемещение рабочих органов станка по управляемым осям координат. При этом для конкретной индивидуальной модели металлорежущего станка с ЧПУ определяют типовые закономерности изменения во времени функций тепловых смещений шпинделя, их вид и параметры по каждой из осей координат и для каждой частоты вращения шпинделя [см. патент №2499658, МПК B23Q 15/18, опубл. 27.11.2013].A known method of automatic compensation of thermal displacements of the spindle of a machine tool with numerical control, which consists in setting the thermal displacement of the spindle of the machine during processing and allows you to enter corrections in the movement of the working bodies of the machine along the controlled coordinate axes. At the same time, for a specific individual model of a CNC cutting machine, typical patterns of changes in time of the spindle thermal displacement functions, their type and parameters along each of the coordinate axes and for each spindle speed are determined [see patent No. 2499658, IPC
Недостатками предлагаемого способа является то, что авторы не учитывают геометрию обрабатываемых деталей, глубину резания, величину отжатий режущего инструмента, износ режущего инструмента и прочие погрешности, которые возникают в процессе обработки заготовки.The disadvantages of the proposed method is that the authors do not take into account the geometry of the workpiece, the depth of cut, the amount of squeezing of the cutting tool, wear of the cutting tool and other errors that occur during processing of the workpiece.
Также известно устройство компенсации тепловых и силовых погрешностей токарного станка, относящееся к металлообрабатывающей промышленности и системам автоматического управления, в частности процессам резания металла при механической обработке деталей. Устройство содержит систему коррекции выявленных погрешностей и снабжено программно-аппаратными средствами для автоматической корректировки положения резца в процессе металлообработки. Содержит лазерный датчик перемещения шпинделя в горизонтальной плоскости формообразования посредством фокусировки луча непосредственно на его поверхности. Для измерения перемещения резца под воздействием силовых и тепловых факторов в процессе обработки на нем закреплен отражатель в виде прямоугольной призмы, на которой фокусируется луч второго лазерного датчика. Процессоры лазерных датчиков рассчитывают расстояние до поверхности шпинделя и отражателя, а полученные данные направляются в систему коррекции выявленных интегральных погрешностей СПЧУ станка, где программно-аппаратными средствами производится автоматическая коррекция положения резца в горизонтальной плоскости формообразования. Таким образом, за счет выявленных тепловых и силовых погрешностей обеспечивается точность обработки детали [см. патент №2438830, МПК В23В 25/06, опубл. 10.01.2012].It is also known a device for compensating thermal and power errors of a lathe related to the metal industry and automatic control systems, in particular metal cutting processes during machining of parts. The device contains a correction system for identified errors and is equipped with software and hardware for automatic adjustment of the position of the cutter in the metalworking process. Contains a laser sensor for moving the spindle in the horizontal plane of shaping by focusing the beam directly on its surface. To measure the displacement of the cutter under the influence of power and thermal factors during processing, a reflector is fixed on it in the form of a rectangular prism, on which the beam of the second laser sensor focuses. The processors of laser sensors calculate the distance to the surface of the spindle and reflector, and the obtained data are sent to the correction system for the identified integral errors of the machine’s control unit, where software automatically corrects the position of the cutter in the horizontal plane of shaping. Thus, due to the identified thermal and power errors, the accuracy of the part processing is ensured [see Patent No. 2438830, IPC B23B 25/06, publ. 01/10/2012].
Недостатком известного устройства является то, что в своей конструкции оно использует два лазерных датчика, один из которых измеряет положение шпинделя в оси X, а второй - положение державки резца в оси Y. Таким образом, не учитываются отклонения шпинделя и державки резца в других осях, а также размерный износ режущей пластины резца.A disadvantage of the known device is that in its design it uses two laser sensors, one of which measures the position of the spindle in the X axis, and the second - the position of the tool holder in the Y axis. Thus, deviations of the spindle and tool holder in other axes are not taken into account. as well as dimensional wear on the cutting insert.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является выбранное в качестве прототипа устройство для определения жесткости станков, относящееся к станкостроению, в частности к определению жесткости фрезерных сверлильных станков с ЧПУ. Устройство содержит корпус, динамометрический узел, установленный в корпусе и выполненный в виде контактного элемента, и измерительный преобразователь. При вращении шпинделя измерительный преобразователь фиксирует его биение, а при включении одного или нескольких гидроцилиндров, имитирующих усилие при фрезеровании, определяется податливость шпиндельного узла. Включая поочередно один или несколько гидроцилиндров, а также регулируя усилие каждого из них путем изменения давления масла в гидросистеме, можно получить реальную картину зависимости отклонений шпинделя в различных направлениях и при различных нагрузках [см. SU 1426700 А1, МПК В23В 25/06, опубл. 30.09.1988].Closest to the proposed invention in technical essence is a device for determining the rigidity of machine tools selected as a prototype, related to machine tool construction, in particular to determining the rigidity of CNC milling drilling machines. The device comprises a housing, a torque assembly mounted in the housing and made in the form of a contact element, and a measuring transducer. When the spindle rotates, the measuring transducer fixes its runout, and when one or several hydraulic cylinders that simulate the force during milling are turned on, the compliance of the spindle assembly is determined. Including one or more hydraulic cylinders in turn, as well as adjusting the force of each of them by changing the oil pressure in the hydraulic system, you can get a real picture of the dependence of the spindle deviations in different directions and at different loads [see SU 1426700 A1, IPC V23V 25/06, publ. 09/30/1988].
Недостатком способа является то, что авторы не учитывают все факторы, влияющие на точность изготовления изделий, вызванные отклонениями всех элементов технологической системы.The disadvantage of this method is that the authors do not take into account all the factors affecting the accuracy of manufacturing products caused by deviations of all elements of the technological system.
Задачей изобретения является обеспечение более полного использования возможностей современного станочного оборудования с числовым программным управлением, расширение его технологических и эксплуатационных возможностей.The objective of the invention is to provide a more complete use of the capabilities of modern machine tools with numerical control, the expansion of its technological and operational capabilities.
Технический результат изобретения выражается в повышении точности металлообработки, повышении качества обработанной поверхности на металлорежущих санках с ЧПУ, продление срока службы оборудования.The technical result of the invention is expressed in improving the accuracy of metalworking, improving the quality of the machined surface on CNC metal sledges, and extending the life of the equipment.
Это достигается тем, что в отличие от известного технического решения в предлагаемом способе имитацию нагружения резца силами резания, возникающими при обработке, осуществляют посредством его нагружения гирями, подвешенными через систему независимых блоков на тросах, расположенных в направлении действия продольной и поперечной сил резания, при этом осуществляют перемещение резца в направлении действия продольной силы резания, а отклонения положения резца фиксируют в направлении действия продольной и поперечной сил резания на каждом заданном шаге его перемещения, причем при занесении полученных данных в систему коррекции положения резца учитывают направление его перемещения.This is achieved by the fact that, in contrast to the known technical solution in the proposed method, imitation of the loading of the cutter by the cutting forces arising during processing is carried out by loading it with weights suspended through a system of independent blocks on cables located in the direction of the longitudinal and transverse cutting forces, move the cutter in the direction of the longitudinal cutting force, and deviations of the position of the cutter are fixed in the direction of the longitudinal and transverse cutting forces on each a given step of its movement, and when entering the data into the system for correcting the position of the cutter, the direction of its movement is taken into account.
Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлена схема реализации способа коррекции положения резца на металлорежущем станке с ЧПУ.The invention is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 is a diagram of an implementation of a method for correcting the position of a cutter on a CNC cutting machine.
Чертеж включает в себя: 1 - силы резания Рх; 2 - силы резания Ру; 3 - тросы; 4 - нагрузка (гири); 5 - индикаторы (ΔХ, ΔY); 6 - режущий инструмент; 7 - система координат станка; 8 - система коррекции положения режущего инструмента; 9 - привод суппорта; 10 - вольтметр цифровой; 11 - шаг регистрирующих координат от А до В; 12 - инструментальная головка; 13 - салазки суппорта; 14 - ход ОХ суппорта; 15 - ходовой винт; 16 - положение суппорта А-Б.The drawing includes: 1 - cutting forces Px; 2 - cutting forces Ru; 3 - cables; 4 - load (weight); 5 - indicators (ΔX, ΔY); 6 - cutting tool; 7 - coordinate system of the machine; 8 - system for correcting the position of the cutting tool; 9 - caliper drive; 10 - digital voltmeter; 11 - step recording coordinates from A to B; 12 - tool head; 13 - a support slide; 14 - stroke OH caliper; 15 - lead screw; 16 - the position of the caliper AB.
Способ коррекции положения резца на металлорежущем станке с ЧПУ осуществляется за счет эмуляции составляющих силы резания Рх (1) и Ру (2) путем нагружения подвешенными на тросах (3) гирями (4) через систему независимых блоков. Индикаторы (5) фиксируют отклонения режущего инструмента (6), установленного в инструментальной головке (12), которая в свою очередь установлена на салазках суппорта (13), в системе координат станка (7). Перемещение суппорта осуществляется в направлении оси ОХ (14). Полученные данные заносятся в систему коррекции (8) положения режущего инструмента (6) для определения величины необходимой коррекции с учетом направления перемещения режущего инструмента (6) и возникающих при обработке усилий. Измерения производятся на участке ходового винта (15) от точки А до точки Б (16) через шаг (11). Ходовой винт (15) приводится в движение приводом суппорта (9), при этом производится фиксация напряжения посредством цифрового вольтметра (10).The method for correcting the position of the cutter on a CNC cutting machine is carried out by emulating the cutting force components Px (1) and Py (2) by loading weights suspended on the cables (3) (4) through a system of independent units. Indicators (5) record the deviations of the cutting tool (6) installed in the tool head (12), which in turn is mounted on the caliper slide (13), in the coordinate system of the machine (7). The movement of the support is carried out in the direction of the axis OX (14). The data obtained are entered into the correction system (8) of the position of the cutting tool (6) to determine the magnitude of the necessary correction, taking into account the direction of movement of the cutting tool (6) and the forces arising during processing. Measurements are taken on the lead screw portion (15) from point A to point B (16) through step (11). The lead screw (15) is driven by a caliper drive (9), and voltage is fixed by means of a digital voltmeter (10).
Предлагаемое техническое решение позволяет повысить точность металлообработки и качество обработанной поверхности на металлорежущих станках с числовым программным управлением, за счет коррекций, введенных через специальный набор команд, встроенных в систему ЧПУ, или через возможность ввода данных в системы ЧПУ с открытой архитектурой.The proposed technical solution allows to increase the accuracy of metalworking and the quality of the machined surface on numerically controlled metal-cutting machines, due to corrections entered through a special set of commands built into the CNC system, or through the ability to enter data into CNC systems with an open architecture.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017119588A RU2654120C1 (en) | 2017-06-05 | 2017-06-05 | Method of correction of cutting tool position on cutting machine with cnc |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017119588A RU2654120C1 (en) | 2017-06-05 | 2017-06-05 | Method of correction of cutting tool position on cutting machine with cnc |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2654120C1 true RU2654120C1 (en) | 2018-05-16 |
Family
ID=62152735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017119588A RU2654120C1 (en) | 2017-06-05 | 2017-06-05 | Method of correction of cutting tool position on cutting machine with cnc |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2654120C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111702558A (en) * | 2020-06-02 | 2020-09-25 | 大连理工大学 | Alignment device and method for easily-deformed workpiece |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU975333A1 (en) * | 1981-05-04 | 1982-11-23 | Ленинградский Ордена Красного Знамени Механический Институт | Stand for measuring static and dynamic characteristics of tool at working process |
| SU1172646A1 (en) * | 1984-02-16 | 1985-08-15 | Закавказский Филиал Экспериментального Научно-Исследовательского Института Металлорежущих Станков | Loading device for complex testing of machines for reliability |
| SU1426700A1 (en) * | 1987-03-30 | 1988-09-30 | Днепродзержинский Индустриальный Институт Им.М.И.Арсеничева | Apparatus for determining rigidity of machine tools |
| EP0641624A1 (en) * | 1993-09-07 | 1995-03-08 | Sodick Co., Ltd. | Machine tool |
| RU2438830C1 (en) * | 2010-08-05 | 2012-01-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН"(ФГБОУ ВПО МГТУ "СТАНКИН") | Device to compensate for lathe heat and power errors |
| US20130115857A1 (en) * | 2010-08-27 | 2013-05-09 | Yumei Huang | Translocation-simulating loading apparatus for gear grinding machine with shaped grinding wheel and detection method for stiffness distribution |
| RU2575508C1 (en) * | 2014-09-10 | 2016-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Поволжский государственный университет сервиса" | Device to measure force deformations of bedplate of coordinate boring machine |
-
2017
- 2017-06-05 RU RU2017119588A patent/RU2654120C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU975333A1 (en) * | 1981-05-04 | 1982-11-23 | Ленинградский Ордена Красного Знамени Механический Институт | Stand for measuring static and dynamic characteristics of tool at working process |
| SU1172646A1 (en) * | 1984-02-16 | 1985-08-15 | Закавказский Филиал Экспериментального Научно-Исследовательского Института Металлорежущих Станков | Loading device for complex testing of machines for reliability |
| SU1426700A1 (en) * | 1987-03-30 | 1988-09-30 | Днепродзержинский Индустриальный Институт Им.М.И.Арсеничева | Apparatus for determining rigidity of machine tools |
| EP0641624A1 (en) * | 1993-09-07 | 1995-03-08 | Sodick Co., Ltd. | Machine tool |
| RU2438830C1 (en) * | 2010-08-05 | 2012-01-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН"(ФГБОУ ВПО МГТУ "СТАНКИН") | Device to compensate for lathe heat and power errors |
| US20130115857A1 (en) * | 2010-08-27 | 2013-05-09 | Yumei Huang | Translocation-simulating loading apparatus for gear grinding machine with shaped grinding wheel and detection method for stiffness distribution |
| RU2575508C1 (en) * | 2014-09-10 | 2016-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Поволжский государственный университет сервиса" | Device to measure force deformations of bedplate of coordinate boring machine |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111702558A (en) * | 2020-06-02 | 2020-09-25 | 大连理工大学 | Alignment device and method for easily-deformed workpiece |
| CN111702558B (en) * | 2020-06-02 | 2021-07-16 | 大连理工大学 | Alignment device and method for easily-deformed workpiece |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105397566B (en) | A kind of Cutters In Mc abrasion on-line checking and intelligent compensation system and method | |
| Wu et al. | Precision machining without precise machinery | |
| JP6982291B2 (en) | Machine tool work processing method | |
| US8215883B2 (en) | Method for machining crankshaft, apparatus for machining crankshaft, control apparatus and program | |
| JP7514322B2 (en) | Method for characteristic diagram-based error compensation for machine tool control and machine tools - Patents.com | |
| TWI491464B (en) | Machine tool for precision micro-milling and/or drilling | |
| US11567470B2 (en) | Computer-aided optimization of numerically controlled machining of a workpiece | |
| CN101733705A (en) | Method for detecting and compensating for abrasion of grinding wheel automatically | |
| JP2017037640A (en) | Machine toolpath compensation using vibration sensing | |
| JPWO2019043852A1 (en) | Numerical control system and motor control device | |
| JPH1158179A (en) | Heat displacement correcting method of machine tool and device therefor | |
| Hopkins et al. | A review of developments in the fields of the design of smart cutting tools, wear monitoring, and sensor innovation | |
| RU2654120C1 (en) | Method of correction of cutting tool position on cutting machine with cnc | |
| Yu et al. | Integration of tool error identification and machining accuracy prediction into machining compensation in flank milling | |
| US9879968B2 (en) | Component measurement system having wavelength filtering | |
| KR101896291B1 (en) | Tool path correction method of machining tools | |
| JP2017030065A (en) | Cutting device and cutting method | |
| Miko et al. | Vibrations in the machining system of the vertical machining center | |
| CN108919746B (en) | Thermal error testing and analyzing method of rotary swing table | |
| JP6913920B2 (en) | Machine tool work processing method | |
| JPH0698567B2 (en) | Free curved surface processing machine | |
| Denkena et al. | Model based compensation of geometrical deviations due to process forces | |
| CN110007644A (en) | A kind of processes composition error modeling method | |
| JP2020008979A (en) | Numerical control device | |
| Thasana et al. | A study on estimation of 3-dimensional surface roughness of boring processes including kinematic motion deviations |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190606 |