Тема_Е_КАЛИБРОВКА И ДИАГНОСТИКА (1261634)

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

Текст из файла

Тема…

КАЛИБРОВКА И ДИАГНОСТИКА ТОЧНОСТИ

МНОГОКООРДИНАТНЫХ СТАНКОВ С ЧПУ ПРИ СБОРКЕ

В современных системах управления ЧПУ получают широкое развитие методы коррекции, основанные на измерении первичных отклонений узлов станка, непосредственно участвующих в процессе формообразования и внесении коррекции в траекторию движения в реальном масштабе времени через интерполятор системы ЧПУ. Коррекция отрабатывается одновременно с номинальными перемещениями через линейные и угловые приводы станка.

В системах управления станками (например, Siemens 840 D [2]) коррекция каждого отдельного отклонения не требует сложных вычислений и осуществляется отдельным вычислительным процессом: отклонения позиционирования по каждой линейной и угловой координате, отклонения от прямолинейности и от перпендикулярности движения по каждой линейной координате. Эти вычислительные процессы выполняются в квазипараллельном режиме и не требуют больших вычислительных ресурсов. Все коррекции, относящиеся к конкретной линейной координате, суммируются и отрабатываются соответствующим приводом в режиме интерполирования. По угловым координатам осуществляется только коррекция отклонений позиционирования.

Калибровка станка ЧПУ представляет собой обнуление всех основных и вспомогательных осей, т. е. установку начальной точки отсчета. Именно с нее управляющая программа начнет отсчет траектории движения инструмента или рабочего органа. Данная процедура может выполняться автоматически или вручную.

На простых трехосевых станках предусматривается ручная калибровка, заключающаяся в совмещении начала системы координат с осью вращения шпинделя. По оси Z обнуление может достигаться опусканием инструмента до поверхности рабочего стола или заготовки. Автоматизация процедуры обеспечивается с помощью специальной программы, например широко распространенного приложения CNC.

Доля станков, оснащенных системами с ЧПУ и имеющих возможность коррекции первичных отклонений НС станка, неуклонно возрастает. В процессе эксплуатации станков с ЧПУ первичные отклонения НС станка изменяются в результате износа подвижных узлов, несоблюдения требований правильной эксплуатации, столкновения подвижных узлов и ряда других факторов. В связи с этим, становятся особенно важными вопросы рекалибровки и связанные с ними вопросы диагностики точности многокоординатных станков с ЧПУ.

Рис. 1. Процесс калибровки станка с ЧПУ

Алгоритм калибровки. Опыт проведения калибровки станков с ЧПУ показывает, что этот процесс состоит из ряда последовательных процедур (рис. 1) :

1. Принимается «норма» для параметров проведения коррекции первичных отклонений.

2. После того как станок собран и подготовлен для проведения испытаний на геометрическую точность на холостом ходу, осуществляется измерение первичных отклонений.

3. Измеренные отклонения сравниваются с допуском (приемочным допуском) на изготовление станка. Если все отклонения не превышают допуски, то станок считается годным, и происходит переход к другим видам испытаний. Полученные результаты измерений первичных отклонений фиксируются и вносятся в документ (руководство, паспорт), прилагаемый к данному экземпляру станка. Эти данные могут использоваться при эксплуатации станка и рекалибровке.

4. В противном случае, когда допуск на изготовление станка превышен, осуществляется анализ степени превышения допуска и характера поведения измеренного отклонения. Если измеренные отклонения не выходят за рамки установленных «норм» проведения коррекции, то осуществляется процедура коррекции, и снова проводится измерение первичных отклонений. Эта процедура повторяется до тех пор, пока не будет достигнуто условие годности станка.

5. Если измеренные первичные отклонения превышают рамки установленных «норм» на проведение коррекции, то проводится диагностика причины выхода за рамки «норм».

6. После установления причины проводится ее устранение (разборка, замена, юстировка и др.), и процесс калибровки повторяется до тех пор, пока не будет достигнуто условие годности станка.

Установление «норм» на проведение коррекции. Одним из основных элементов построения методики диагностирования точности 5-координатного станка с ЧПУ по результатам измерения точности позиционирования является назначение «нормы» точности позиционирования для проведения коррекции (оценки возможности проведения коррекции).

Особое внимание уделяется величине случайной составляющей R и поведению отклонения обратного хода B в функции координаты позиционирования (рис.2) [3]. На рис. 2а представлены отклонения от заданного положения позиционирования в одной точке P (при двустороннем подходе), типичные для любого подвижного исполнительного органа станка. Здесь – отклонение в точке позиционирования P, – среднее математическое ожидание отклонения в точке позиционирования , – среднее математическое ожидание отклонения в точке позиционирования P при подходе к точке справа, – среднее математическое ожидание отклонения в точке позиционирования P при подходе к точке слева, ↑ – среднее квадратичное отклонение при подходе к точке P справа, ↓ – среднее квадратичное отклонение при подходе к точке P слева,

Рис. 2. Оценки точности позиционирования (при двустороннем подходе):

а – позиционирование в точке P (отклонение), б – позиционирование на множестве точек, расположенных на отрезке L

Таблица 1. Показатели точности позиционирования по координатам X, Y, Z, C и B, которые можно использовать в качестве нормы для проведения коррекции

Отклонения от заданного положения позиционирования на множестве точек исследуемого диапазона L положений (при двустороннем подходе), образуют кривые точности позиционирования (рис. 2 б). Такая оценка точности позиционирования соответствует ГОСТ 27843-2006 и ISO 230-2:1997. Здесь А – общая точность позиционирования, М – общая функциональная составляющая, – функциональная составляющая при движении в прямом направлении, - функциональная составляющая при движении в обратном направлении, – случайная составляющая при движении в прямом направлении, – случайная составляющая при движении в обратном направлении, R – общая случайная составляющая, – отклонение обратного хода при движении в обратном направлении, – отклонение обратного хода при движении в прямом направлении.

Величины , , и кривые М, и характеризуют функциональную составляющую отклонения от положения точки позиционирования соответственно в одной точке и на всем диапазоне L. Напротив, величины , и зона R, и характеризуют случайную составляющую отклонения от положения точки позиционирования соответственно в одной точке и на всем диапазоне L.

Параметры точности позиционирования характеризуют точностные свойства станка в статике (квазистатическом режиме). Они должны находиться в пределах допуска на изготовление станка, а функциональная составляющая должна быть «плавной» кривой без разрывов. Путем внесения коррекции можно уменьшить только функциональную составляющую отклонения позиционирования

Методика диагностики. Задача диагностики точности станка при его сборке состоит в выявлении причин (источников) возникновения превышения измеренными параметрами точности норм коррекции.

Методика диагностики включает следующие этапы.

1. Выявляется наличие превышения норм в одном параметре, в группе параметров или во всех параметрах. Во многих случаях помогает визуальный контроль процесса измерения, например наблюдение за поступлением результатов на дисплей лазерного интерферометра.

2. На основании полученной информации и в соответствии с накопленным опытом выдвигается гипотеза о причине превышения. В соответствии с гипотезой строится модель образования отклонений и устанавливается порядок проведения дополнительных последующих измерений (исследований), если они требуются.

3. Проводится поиск параметров механизма несущей системы станка, посредством изменения которых можно устранить наблюдаемое отклонение.

4. Осуществляется изменение параметров механизма. Проводятся повторные измерения и цикл калибровки.

Для проведения представленной методики диагностики необходимо:

➔ соответствующее аттестованное измерительное оборудование;

➔ операторы, осуществляющие измерение первичных и интегральных отклонений механизмов машины, должны быть аттестованы.

Инженер-исследователь должен:

➔ знать конструкции многокоординатных машин с ЧПУ, теорию образования первичных и интегральных отклонений многокоординатных машин с ЧПУ;

➔ овладеть методикой и средствами измерения первичных и интегральных отклонений механизмов машин с ЧПУ;

➔ знать процедуры введения коррекций в системы ЧПУ многокоординатных машин.

Описанная выше диагностика касается измерений, проводимых на холостом ходу в статическом режиме.

Преимуществами представленной диагностики являются:

1. диагностика базируется на измерениях и анализе первичных отклонений в соответствии

с ГОСТ 22267-76, которые осуществляются во всем рабочем объеме станка;

2. диагностика базируется на достоверном разбиении отклонений позиционирования по линейным и угловым координатам в соответствии с ГОСТ 27843-2006 и ISO 230-2:1997 на функциональные отклонения, случайные отклонения, отклонения обратного хода, интегральные отклонения;

3. диагностика проводится в рамках обязательных испытаний машины (станка) на геометрическую точность, проводимых на холостом ходу.

Представленная методика дополняет диагностику, основанную на измерениях отклонений

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