SU1268296A1 - Arrangement for measuring rigidity of machines - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к станкостроению , а именно к устройствам дл  аттестации расточных и многооперационных станков повыщенной и высокой точности. Цель изобретени  - повышение точности измерени  за счет того, что при измерении деформации стола и шпиндел  не учитываютс  контактные и собственные деформации измерени , а также производитс  контроль фактического значени  нагрузки. Устройство содержит установленный в шпиндель станка корпус I, в который вставл етс  нагружающее устройство, состо щее из наконечника 2 с завальцованным в него шариком 3, жесткой динамометрической рамки 4, упругого элемента 5 малой жесткости, винтового домкрата 6 и датчика 7 нагрузки, установленного на рамку 4. Кроме того, на корпус I монтируют датчик 8 деформаций. На стол станка соосно с шпинделем устанавливают составной цилиндр, состо щий из нескольких проставочных колец 9 и упорного кольца 10, размещаемого CBepxyj и геометрический эталон 11. На корпусе 1 укреп- g лен коллектор 12, к которому подведен (Л токосъемник 13, закрепленный на шпиндельной бабке станка. 1 ил. to 05 СХ) ND СО 05The invention relates to a machine tool industry, in particular to apparatuses for certification of boring and multi-operation machines of increased and high precision. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy due to the fact that when measuring the deformation of the table and the spindle, the contact and intrinsic deformations of the measurement are not taken into account, and the actual value of the load is monitored. The device contains a housing I installed in the machine spindle, into which a loading device is inserted, consisting of tip 2 with ball 3 rolled into it, rigid dynamometric frame 4, elastic element 5 of low rigidity, screw jack 6 and load sensor 7 mounted on the frame 4. In addition, an 8 strain gauge is mounted on case I. A composite cylinder consisting of several spacer rings 9 and an anvil ring 10 placed by Cepxyj and a geometrical standard 11 are mounted on the machine table coaxially with the spindle. On the body 1, a collector 12 is reinforced, to which is connected (L current collector 13 fixed on the spindle grandmother of the machine. 1 ill. to 05 CX) ND CO 05

Description

Изобретение относится к станкостроению, а именно к устройствам для аттестации изготовленных и эксплуатируемых расточных и многооперационных станков повышенной и высокой точности.The invention relates to machine tool industry, and in particular to devices for certification of manufactured and operated boring and multioperational machines of high and high accuracy.

Цель изобретения — повышение точности измерения за счет контроля фактического значения нагрузки.The purpose of the invention is to increase the measurement accuracy by monitoring the actual value of the load.

На чертеже изображено устройство, общий вид.The drawing shows a device, General view.

Устройство для измерения жесткости содержит установленный в шпиндель станка корпус 1, в который вставляется нагрузочное устройство, состоящее из наконечника 2 с завальцованным в него шариком 3, жесткой динамометрической рамки 4, упругого элемента 5 малой -жесткости, винтового домкрата 6 и датчика 7 нагрузки, установленного на рамку 4. Кроме того, на корпус 1 устанавливается датчик 8 деформаций.The stiffness measuring device comprises a housing 1 installed in the machine spindle, into which a loading device is inserted, consisting of a tip 2 with a ball 3 rolled into it, a rigid dynamometer frame 4, a low-rigidity elastic element 5, a screw jack 6 and a load sensor 7 installed on the frame 4. In addition, a strain gauge 8 is installed on the housing 1.

На стол станка соосно со шпинделем устанавливается составной цилиндр, состоящий из нескольких проставочных колец 9 и упорного кольца 10, устанавливаемого сверху. Кроме того, на стол станка установлен также соосно со шпинделем геометрический эталон-оправка 11.A composite cylinder consisting of several spacer rings 9 and a thrust ring 10 mounted on top is mounted coaxially with the spindle on the machine table. In addition, a geometric reference mandrel 11 is also mounted coaxially with the spindle on the machine table.

На корпусе 1 укреплен коллектор 12, к которому подведен токосъемник 13, закрепленный на шпиндельной бабке станка.A collector 12 is mounted on the housing 1, to which a current collector 13 is mounted, mounted on a machine headstock.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

В любое место стола устанавливается геометрический эталон 11. Соосно с ним на стол устанавливаются проставочные кольца 9, а на них — упорное кольцо 10. Количество колец 9 определяется высотой расположения над столом контролируемой точки рабочего пространства. В шпиндель устанавливается корпус 1 с нагрузочным устройством. Токосъемник 13 вводится в контакт с коллектором 12.A geometrical standard 11 is installed at any place on the table. Spacer rings 9 are mounted coaxially with it, and a thrust ring 10 is installed on them. The number of rings 9 is determined by the height of the controlled point of the working space above the table. Housing 1 with a load device is installed in the spindle. The current collector 13 is brought into contact with the collector 12.

Далее шпиндель устанавливается соосно с составным цилиндром и геометрическим эталоном 11 путем координатного перемещения стола в двух взаимно перпендикулярных направлениях и опускается до контакта шарика 3 с упорным кольцом 10 и датчика 8 деформаций с геометрическим эталоном 11.Next, the spindle is mounted coaxially with the composite cylinder and the geometric standard 11 by coordinate movement of the table in two mutually perpendicular directions and lowered to the contact of the ball 3 with the thrust ring 10 and the strain gauge 8 with the geometric standard 11.

После этого датчик 8 деформаций выставляется на «0», устройство нагружается при помощи домкрата 6 до необходимой силы нагружения, которая фиксируется по датчику 7 нагрузки, и шпинделю придается вращение.After that, the strain gauge 8 is set to “0”, the device is loaded with a jack 6 to the required loading force, which is fixed by the load gauge 7, and the spindle is rotated.

При вращении шпинделя регистрирующий прибор (не показан) получает сигналы от датчиков 7 и 8 соответственно деформации через коллектор 12 и токосъемник 13 и записывает изменения величины наРедактор О. Головач Заказ 5967/9When the spindle rotates, a recording device (not shown) receives signals from the sensors 7 and 8, respectively, of the deformation through the collector 12 and the current collector 13 and records the changes in the value on the Editor O. Golovach Order 5967/9

ВНИИПИ по 1J 3035,VNIIIPI on 1J 3035,

Филиал ППП грузки и величины деформаци. Получив профилограммы величины нагрузки и величины деформаци за полный оборот шпинделя и совмещая их, можно получить данные о жесткости станка в любом направлении ⁵ по углу поворота шпинделя. Кроме того, информация с датчиков 7 и 8 может быть введена в систему ЧПУ станка для программной компенсации погрешностей обработки от неравномерной жесткости станка.Branch of the RFP load and strain value. Having obtained profilograms of the load and the strain for a full spindle revolution and combining them, we can obtain data on the rigidity of the machine in any direction ⁵ by the angle of rotation of the spindle. In addition, information from sensors 7 and 8 can be entered into the CNC system of the machine for software compensation of processing errors from uneven rigidity of the machine.

В связи с тем, что динамометр содержит датчик 7 нагрузки, в расчет жесткости принимаются действительные, соответствующие определенному углу поворота шпинделя, мгновенные значения величины нагрузки, что значительно повышает точ¹⁵ ность измерения жесткости станка.Due to the fact that the load cell comprises a load sensor 7, are taken into account the actual stiffness corresponding to a specific rotation angle of the spindle, the instantaneous value of the load, which significantly increases the point ¹⁵ of the measurements of the machine rigidity.

В связи с тем, что в нагружающее устройство введен упругий элемент 5 малой жесткости, геометрические и кинематические погрешности станка и устройства компенси20 РУ^ЮТСЯ> что значительно уменьшает изменение величины нагрузки из-за этих погрешностей при вращении шпинделя и тем самым, повышает точность измерения жесткости станка.Due to the fact that an elastic element 5 of low rigidity is introduced into the loading device, the geometric and kinematic errors of the machine and the compensation device are ²⁰ RU .

Изготовление геометрического эталонаProduction of a geometric standard

11 и составного цилиндра, воспринимающего нагрузку, независимыми исключает из показаний датчика 8 деформаций деформации составного цилиндра, не являющегося элементом станка, что также значительно повышает точность измерения жесткости этого ³⁰ станка.11 and the composite cylinder, which receives the load, independently excludes from the readings of the sensor 8 deformations of the deformation of the composite cylinder, which is not an element of the machine, which also significantly increases the accuracy of measuring the rigidity of this ³⁰ machines.

Изготовление элемента, воспринимающего нагрузку, в виде кольца позволяет сохранять контакт с наконечником 2 нагружающего устройства при вращении шпинделя, что дает возможность измерять жесткость ³⁵ станка в любом направлении по углу поворота шпинделя.The manufacture of the load-bearing element in the form of a ring makes it possible to maintain contact with the tip 2 of the loading device during rotation of the spindle, which makes it possible to measure the rigidity of ³⁵ machines in any direction from the angle of rotation of the spindle.

Claims (1)

Формула изобретенияClaim 4Q Устройство для измерения жесткости станков, содержащее корпус, закрепленный в шпинделе, установленное в корпусе нагружающее устройство в виде винтового домкрата и датчик деформации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности изме45 рения, введен геометрический эталон, устанавливаемый на столе станка, датчик деформации расположен в корпусе с возможностью взаимодействия с. геометрическим эталоном, а в нагружающее устройство между наконечником и винтом домкрата встроены4Q Device for measuring the rigidity of machines, comprising a housing fixed in the spindle, a loading device in the form of a screw jack and a strain gauge installed in the housing, characterized in that, in order to increase the accuracy of measurement, a geometric standard is installed on the machine table, a strain gauge located in the housing with the ability to interact with. geometric standard, and built into the loading device between the tip and the screw of the jack 50 динамометрическая рамка с расположенным на ней датчиком нагрузки и упругий элемент, жесткость которого меньше жесткости рамки.50 dynamometric frame with a load sensor located on it and an elastic element whose rigidity is less than the rigidity of the frame.