Типовая конструкция измерительных устройств.

Рис. 21

1 – подпружиненный щуп, может отклоняться на некоторую величину от среднего положения в радиальном и осевом направлении;

2 – корпус;

3 – передатчик сигнала в момент, когда щуп датчика входит в контакт с измерительной поверхностью;

4 – коническая оправка;

5 – хвостовик для автоматического закрепления оправки.

При необходимости проверки правильности выполнения какой-либо операции обработки, в шпиндель станка по программе устанавливается данное устройство с помощью автоматического устройства смены инструмента.

По программе щуп устройства касается двух противоположных сторон отверстия.

–перемещения щупа.

Внутри датчика находится источник питания и инфракрасный генератор. Сигналы посылаются в момент касания щупом измеряемой поверхности в форме инфракрасного излучения. Рядом со шпинделем (за его торцем) располагается приемник сигналов.

Измерение производится два раза до и после поворота шпинделя на 180⁰ и усредняется (на случай несовпадения осей отверстия и щупа).

Данные измерения поступают в блок контроля размеров и одновременно заносятся в память устройства ЧПУ.

Чтобы избежать нарушения процесса измерения при наличии охлаждающей жидкости и стружки, во время измерения осуществляется выдувание очищенного воздуха с кончика щупа.

Станок, кроме функции обработки, превращается в измерительную машину.

Аналогичные системы применяются на токарных станках. Ряд таких конструкций разработан специализированными фирмами (Marpo – 35 Германия), а также фирмами изготовителями токарных станков.

2. В автоматической системе измерения MDS фирмы Gildemeister (ФРГ) измерительное устройство монтируется в инструментальном гнезде револьверной головки (рис. 22).

Сигнал измерения от щупа передается без проводов в инфракрасном диапазоне энергии для работы – путем индукции. Точность измерения диаметров по двум точкам составляет ± (8 мкм + 0,03 мкм/мм). Так для d=25 мм ± (8 мкм + 25 0,03 мкм) = ± 9 мкм.

3. Широкое распространение получило измерение размеров с помощью контактного ролика (токарные станки с ЧПУ).

На осях шпинделя и ролика смонтированы импульсные датчики (например: 1000 импульсов за 1 оборот).

и - число импульсов ролика и детали за одинаковое времяt.

Результат измерения D поступает в блок сравнения, анализируется и вырабатывается сигнал на подналадку инструмента.

Для работы системы задаются:

- средний настроечный размер в поле допуска на регулировку.

- половина поля допуска на регулирование (по нему определяется () нижняя и верхняя () сигнальные границы).

Δ – допустимая погрешность измерения .

- допустимый размерный износ инструмента.

- единичное перемещение инструмента (регулировочный импульс).

- среднее изменение размера на одну деталь.

Микропроцессорный юлок обеспечивает следующие операции:

1. Обеспечивает установившийся режим измерения, т.к. ролик не сразу раскручивается.

(многократное вычисление ,- номер замера 1, 2, 3…)

2. Выработка сигнала о выходе за пределы сигнальных границ и счет сигналов (1^й, 2^й).

3. Подналадка на величину после каждой детали. Если размер не выходит за пределы сигнальных границ или вышел первый раз.

4. Накапливание суммарной величины регулировочных перемещений , начиная с 0.

5. Система вырабатывает сигнал на замену инструмента дублером в случае, если или размер вышел за сигнальную границу два раза.

6. Счет числа обработанных деталей. Если размер вышел за границу на первой детали, то она останавливает станок.

Станок также останавливается в случае отсутствия инструмента дублера в магазине.

20. Коррекция размеров может быть ручной или автоматической.

Ручная подналадка – внесение оператором коррекции или поправки на координаты инструмента или детали.

Автоматическая подналадка – величина коррекции вычисляется встроенной ЭВМ станка для каждого инструмента, вносится в соответствующие ячейки памяти и хранится там, чтобы при следующем этапе работы данного инструмента войти в качестве поправки в координаты.

По способу измерения и получению информации различают два способа коррекции размеров:

1. По результатам измерения детали в процессе обработки. Причем возможно измерение одной или нескольких деталей – более точные результаты.

2. По результатам измерения точности выхода инструмента и (или) детали в исходное положение (точку), т.е. подержание точности позиционирования.

Второй способ.

Менее трудоемок, дешевле, его проще автоматизировать. Применяется при чистовой обработке, когда доля погрешностей от температурных деформаций и износа невелика.

Широкое распространение получает измерение размеров режущего инструмента непосредственно на станке, с автоматическим занесением в систему управления требуемой величины коррекции.

Пример:

1. Устройство для измерения размеров резцов на автоматизированном токарном модуле фирмы Hejligenstaedt – Германия (стр.22).

1 – инструмент; 2 – щуп.

Щуп фиксирует фактическое положение режущей кромки резца, которое сопоставляется с заданным программой. Автоматически вносится соответствующая дополнительная коррекция на обработку.

Изношенный или сломанный инструмент снимается из револьверной головки роботом.

2. Электронное устройство для измерения размеров резца расточной оправки (фирма Pegard - Германия). Рис. 22

Измерительное устройство 3 подводится к закрепленной в шпинделе расточной оправке 4. Два щупа 1 и 2 одновременно касаются режущей кромки резца и специальной эталонной площадки, выполненной на оправке. Благодаря этому обеспечивается высокая точность измерения, не зависящая от точности координатных перемещений станка. Перед началом измерения резец и эталонная площадка продуваются специально подаваемыми струями воздуха.

3. Система измерения на станке фактического положения исходной поверхности (стр. 23).

9 – привод;

10 – устройство обратной связи.