Тема_А_Объемная точность станков (1261630)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Тема:

«ОБЪЁМНАЯ» ТОЧНОСТЬ СТАНКА. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ОЦЕНКИ

В литературе термин «Объёмная» точность станка в последнее время используется очень часто, поэтому этот вопрос невозможно оставить без внимания. Однако есть некоторая неразбериха что под этим понимать. В некоторых источниках «объёмная» точность станка - это оценка его точностных возможностей при обработке 3-мерных (3D) («скульптурных») поверхностей. В других источниках под этим термином понимается скорее всего точность станка в рабочем пространстве. Объединив оба определения можно считать под «объемной» точностью или обобщенной объемной точностью оценку точностных возможностей станка в рабочем пространстве при обработке 3D поверхностей.

Критерий оценки «объёмной» точности обработки 3D поверхности должен показывать степень «близости» точек действительной (обработанной на станке) поверхности и заданной (теоретической) поверхности. Например, в качестве критерия степени близости двух поверхностей можно использовать объём пространства, заключённого между этими поверхностями,

где (x, y) - отклонение (погрешность) обработки детали в точке с координатами x, y;

F – обрабатываемая поверхность. Отклонения (x, y) измеряются по нормали к поверхности (теоретической или действительной).

В отклонения обработанной поверхности (x, y) непосредственно входят (принцип суперпозиции – наложения) отклонения, определяемые станком, и отклонения, связанные с другими источниками, например, с режущим инструментом, приспособлением и обрабатываемой деталью. Выделить в отклонениях обработанной поверхности (x, y) долю, вносимую станком, и по ней оценивать «объёмную» точность станка, представляет самостоятельную задачу.

Методы и средства оценки «объёмной» точности станка. На рис. 1 представлены методы оценки «объёмной» точности станка. Два метода оценки «объёмной» точности станка основаны на измерении отклонений действительной траектории от «эталонной» на холостом ходу станка.

Рис. 1. Методы оценки объемной точности станка

Этими методами являются:

• метод измерения отклонений с применением калибровочного механизма,

• метод измерения отклонений с применением образцовой детали.

• метод основанный на измерении отклонений обработанной поверхности от расчетной. (Измерение «следа» на обработанной поверхности).

Для реализации любого из представленных методов необходимы:

• прибор сравнения, на который поступают действительное и эталонное значение измеряемой величины,

• мера – материальное воплощение эталонной величины,

• измеряемый объект (станок) – «источник» действительного значения измеряемой величины.

В качестве меры применяются:

• образцовая деталь с точно изготовленными функциональной и присоединительными поверхностями (эталонная траектория располагается на функциональной поверхности),

• измерительный прибор (устройство), устанавливаемый на станке,

• измерительный прибор, установленный вне станка (координатная измерительная машина, контурограф и др.).

Прибор сравнения зависит от того, какая используется мера:

• В случае применения образцовой детали – это измерительные головки, которые устанавливаются в шпиндель станка и контактируют измерительным аконечником с образцовой деталью,

• При применении измерительного прибора, установленного на станке – это компьютер (вычислительное средство), в котором сравнивается вычисленная по информации с датчиков, траектория движения и эталонная траектория.

• При применении измерительного прибора, установленного вне станка – это компьютер прибора, в котором сравнивается измеренная поверхность на обработанной детали и заданная поверхность.

Ниже на рис. 2 представлены схемы распределения потоков информации в измерительных устройствах, реализующих рассмотренные методы измерения отклонений воспроизведения эталонной траектории.

Рис. 2. Схема потоков информации при способе измерения отклонений воспроизведения эталонной траектории с помощью калиброванного измерительного механизма.

Рис. 3. Схема потоков информации при способе измерения отклонений воспроизведения эталонной траектории с помощью образцовой детали и измерительной головки отклонения.

Рис. 4. Схема потоков информации при оценке объёмной точности станка по «следу» на обработанной поверхности.

Ниже последовательно рассмотрены приборы (устройства), реализующие рассмотренные три метода оценки «объёмной» точности станка.

Оценка объёмной точности станка измерением отклонений воспроизведения эталонной траектории. Всё множество приборов, реализующих этот метод, можно разбить на группы в соответствии с числом степеней подвижности, используемых в калиброванном механизме, и в зависимости от того, какими кинематическими парами они реализуются (поступательными или вращательными). В табл. 1 представлено разбиение всего множества приборов на группы в соответствии с указанными признаками.

Приборы с нулевой степенью подвижности L0C0 не реализуемы.

Приборы со степенью подвижности 1 реализуются по структурам: L0C1, L1C0.

Приборы со степенью подвижности 2 реализуются по структурам L0C2, L1C1, L2C0.

Приборы со степенью подвижности 3 реализуются по структурам L0C3, L1C2, L2C1,

L3C0.

Приборы для измерения отклонений воспроизведения эталонной траектории строятся таким образом, что с помощью их измеряются координаты точки однозначно связанной с исполнительным органом машины (станка). Практически - это центр шара, жестко закрепленного на выходном звене механизма прибора. Этот шар соединяется с конусом, жестко закреплённым в исполнительном органе станка (чаще всего в шпинделе), и удерживается в соприкосновении магнитом и, таким образом, образуется сферическая кинематическая пара соединения выходного звена прибора с исполнительным органом станка.

Приборы со степенью подвижности 1. Приборы структуры L0C1. Такими приборами являются датчики углового перемещения. Они могут использоваться для исследования движения по угловым координатам машины. Характерным примером такого прибора может служить датчик мод. RON 905 фирмы Heidenhain GmbH (Germany). Конфигурация системы измерения в этом случае представлена на рис. 5.

Датчик угла поворота мод. RON 905 является надежным устройством и отличается высокой точностью ± 0.4″(допустимая погрешность измерения угла поворота в диапазоне

360 ).

С помощью прибора можно записывать переходные процессы, т.е. кривые разгона и торможения при отработке угловых координат (A = A(t)). Однако для выделения отклонения необходимо реализовывать вычислительную процедуру: A = Aд, изм - Aз, для выполнения которой необходимо синхронизировать записи сигналов Aз – заданного сигнала угла поворота и Aд, изм – сигнала измерения угла поворота.

Рис. 5. Измерение угла поворота планшайбы: а) блок-схема, б) датчик угла поворота, устанавливаемый на поворотном узле станка.

Приборы структуры L1C0. Характерным примером прибора такой структуры является лазерный интерферометр с линейной оптикой (рис. 6).

Рис. 6. Измерение перемещения по координате X: а) блок-схема измерений, б) схема измерений перемещений x(t) с помощью лазерного интерферометра, работающего в режиме «динамических измерений».

С помощью лазерного интерферометра можно записывать переходные процессы при отработке линейных координат (X = X(t)). При этом необходимо осуществлять синхронизацию записи сигнала с датчика и программы управления станком.

Приборы со степенью подвижности 2. Приборы структуры L0C2. Конструкция такого прибора может быть аналогична конструкции робота типа «Skara», в котором вместо двигателей установлены датчики углового положения. На рис. 7, а) представлена структурная схема взаимодействия устройства L0C2 с исполнительными органами станка. Здесь: 1 – Подставка, устанавливаемая на стол станка, 2 – первое поворотное звено, 3 – второе поворотное звено, 4 – стойка станка (координата Y), несущая шпиндель, который связывается со звеном 3 через сферический шарнир, 5 – каретка (координата X), движущаяся по станине.

На рис. 7, б) изображен общий вид робота мод.KR 5 SCARA 350 ф. Kuka roboter GmbH (Germany). В настоящее время не известна реализация такого прибора. Прибор прост в конструкции и может быть удобен в эксплуатации, однако, имеет «мертвые» точки, когда

звено 2 и 3 расположены на одной прямой.

Механизм устройства имеет 2 степени подвижности (W = 2):

W = 6·n – (5·p1 + 4·p2 + 3·p3 + 2·p4 + p5),

где: n = 4 - число подвижных звеньев, p1 = 3 - число кинематических пар с 1 степенью подвижности.

Рис. 7. Прибор L0C2: а) структурная схема, б) общий вид робота мод.KR 5 SCARA 350 ф. Kuka roboter GmbH (Germany).

Приборы структуры L1C1. Такую структуру имеет прибор QC-10 [6] ф. “Renishaw” (England), получивший широкое применение для измерения отклонений от «эталонной окружности» при её отработке на станке с ЧПУ. Приборы этого типа получили название «double ball bar» (DBB). На рис. 8, а) представлен общий вид прибора, а на рис. 8, б) -структурная схема механизма прибора.

Звено 1 – стойка, несущая шарик, устанавливается, как правило, на стол станка. К этому шарику магнитом притягивается конус звена 2. Звено 2 и звено 3 соединяются между собой через индуктивный датчик. На конце звена 3 расположен шарик, который магнитом подвижно соединяется с конусом звена 4.

Звено 4 устанавливается в шпиндель станка и может совершать взаимосвязанные движения по координатам X, Y, Z, по эталонной траектории, расположенной на сфере номинального диаметра. Отклонения от эталонной траектории на сфере номинального диаметра воспринимаются индуктивным датчиком.

Механизм прибора при измерении отклонений от эталонной траектории на сфере номинального диаметра имеет 4 степени подвижности (W = 4):

W = 6·n – (5·p1 + 4·p2 + 3·p3 + 2·p4 + p5),

где: n = 5 - число подвижных звеньев, p1 = 4 - число кинематических пар с 1 степенью подвижности, p3 = 2 - число кинематических пар с 3 степенями подвижности (сферическая пара), p2 = p4 = p5 = 0.

W = 6·5 – (5·4+3·2) = 30 – 26 = 4.

а)

б) в)

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов лекций