3.Контроль столкновений

Столкновение узлов в станке ведет, как правило, к значительным по­вреждениям, которые, с одной стороны, требуют значительных затрат па ре­монт, а, с другой стороны, приводят к значительным простоям. Имеются дан­ные о том, что столкновения составляют 75% от всех повреждений станков с ЧПУ. Изучение причин столкновений показало, что недостаточно только оп­ределить факт- столкновения, но более важно его предотвратить.

Анализ повреждений станков по причине столкновений показывает, что столкновения возникают по причине захвата не того инструмента или заго­товки, а также несоосности при ручном способе закрепления детали. Другие причины столкновений лежат в ошибках программирования и управления, которые удается всегда определить при проведении тестов, (рис. 20.25).

Система защиты от столкновений должна по возможности учитывать все источники ошибок, которые могут привести к столкновению. Имеются два принципиально разных способа: с применением датчиков и без них. Сис­темы предотвращения столкновений с датчиками работают с очень разными видами датчиков. Часто используют оптические датчики формы и камеры, сигнал от которых расшифровывается, что позволяет своевременно предотвратить столкновение. При использовании камер требуются дорогостоящие устройства переработки сигнала. Другие системы базируются на силовых датчиках, которые устанавливаются там, где возможно столкновение. Датчи­ки, основанные па акустическом эффекте, легко повреждаются стружкой и охлаждающей средой.

Системы предотвращения столкновений без использования датчиков состоят из чистого программного обеспечения. Рассматривается геометриче­ское пространство станка, где возможны столкновения. Описываются объек­ты, в пределах которых вращаются оси, перемещается инструмент и деталь.

Назначаются минимальные расстояния на границах опасных зон. В програм­ме закладываются условия, чтобы описанные объемы не имели возможность пересекаться. Естественно, это не относится к режущей кромке инструмента. Если все геометрические объемы правильно описаны и наложены связи на их движение, то технологический процесс, управляемый такой программой бу­дет соответствовать реальности, а столкновений не будет происходить. Если, как часто это бывает, производятся изменения в программе и при этом допус­каются ошибки, а также используются другие заготовки и инструменты, то все это может привести к возникновению столкновений.

На рис. 20.26 приведена информационная последовательность в систе­ме контроля столкновений. Сначала описывается геометрия рабочей области, геометрия инструмента, геометрия детали. Затем составляется численная про грамма описания объемов, в которых происходит перемещение элементов станка. Учитывается, что в процессе работы станка в компьютер подаются сигналы скорости и положения оси заготовки, команды на включение и вы­ключение механизма автоматической смены инструмента и заготовки, а так­же сигнал о переходе па прямое управление. На основе всего этого разраба­тывается общая программа, которая позволяет исключить столкновение от­дельных узлов и деталей станка.

Билет №3

1 Экспериментальные исследования статической жесткости станка

2.Испытания шпиндельных узлов на станке методом траекторий

3. Контроль и диагностика на расстоянии

1 Экспериментальные исследования статической жесткости станка

Испытания жёсткости станков заключ. в составлении баланса жёсткости отдельных узлов или всего станка. Баланс жёсткости определяет долю упругих перемещений, вносимых каждым элементом в общее перемещение вершины инструмента относительно детали. Для этого измеряются контактные и собственные упругие деформации элементов станка при их нагружении, имитирующим действие силы резания. Затем полученные деформации приводятся к точке приложения силы (вершины инструмента). При проведении измерений расположение узлов станка, ориентация нагружающей силы и её макс. в-на должна соответствовать условиям типичного случая обработки. Нагрузку создают ступенчато (4-5 ступеней) спец. устройствами. Баланс жёсткости составляют по результатам повторных нагружений, т. к. в этом случае результаты измерения соответствуют жёсткости станка в работе. При этом по невозврату стрелок индикаторов на нуль, при снятии нагрузки можно определить в-ны зазоров в стыках или натяг в соединении.

Упругие линейные и угловые деформации измеряют индикаторами и уровнями. Индикаторы закрепляют в магнитных стойках (+спец. кронштейны, которые обеспечивают неподвижное положение корпусов индикаторов при приложении статической силы, имитирующей силу резания), которые устанавливают на неподвижную базу, т. е. на элемент, который при нагружении не деформируется. В противном случае деформации измеряют отн-но эл-та несущей системы. При этом показания индикатора представляют собой алгебраическую сумму перемещений измеряемого эл-та и индикаторной стойки в рез-те деформации эл-та несущей системы.

Измер-ие жёсткости производится по координатам Х, У, Z токарного станка. Индикаторы 1 и 2 производят измерение смещения шпинделя при действии имитирующей нагрузки; 3и 4 – измерение смещения правого торца детали по тем же осям, что 1 и 2. Индикатор 5 измеряет смещение правого торца по оси Z; 6, 7, 8 – смещение резцедержательной головки.

Баланс упругих перемещений позволяет выявить наиболее слабые эл-ты станка.