Проников А.С. 1995 Т.2 Ч.2 (830967), страница 25
Текст из файла (страница 25)
Управляющее воздействие осуществляется изменением длины стержня 5 путем его нагрева или охлаждения. Управление нагревом стержня осуществляется в зависимости от разности температуры масла 8 в сливной магистрали и температуры стержня 4. Температура измеряется термопарами, и сигнал поступает в сравнивающее устройство 8. Сигнал усиливается усилителем 7 и управляет регулирующим устройством 6, которое осуществляет нагрев стержня 5. Для компенсации отклонений формы и расположения необходимо несколько компенсирующих движений.
В этом случае в качестве исполнительных движений используют собственно элементы конструкции 1А. с. 189281 СССР1 (см. рис. 9.5). Такое решение не ухудшает жестко.сти и внброустойчивости конструкции. К недостаткам такого конструкторского решения следует отнести сложность настройки на диапазон режимов работы станка. В режиме следящей компенсации тепловых деформаций могут быть использованы возможности ЧПУ.
Для компенсации деформаций необходимы сведения об этих деформациях. Ее получают с помощью дополнительно устанавливаемых первичных преобразователей. На рис. 9.29 показана схема механизма компенсации удлинения шпинделя расточного станка. Шпиндель 1 при работе удлиняется. Вследствие того, что первичный преобразователь 8 невозможно установить у торца шпинделя, его устанавливают в свободном месте, а связь с ним осуществляют с помощью инварового стержня 2.
Преобразователь вырабатывает сигнал, который усиливается устройством 4 и поступает в систему управления Б. Система вырабатывает сигнал управления„который поступает на исполнительный механизм б, осуществляющий компенсацию отклонения положения шпинделя. В качестве информации для компенсации тепловых деформаций используют температуру конструкции.
На рис. 9.30 приведена схема компенсации тепловых деформаций с использованием системы ЧПУ станка. Температура конструкции измеряется с помощью термопар 1 и 2, сигнал поступает в сравнивающее устройство 5. Сигнал рассогласования преобразуется в сигнал управления в устройстве 8 и компенсирует тепловые деформации несущей системы и механизма подачи (винта) с помощью привода 4. 9.4. Системы активного контроля Управление точностью обработки может быть осуществлено на основании информации, полученной при измерении размеров обработанной детали или ее отдельных поверхностей.
Такие измерительные системы называют обычно системами активного контроля. Измерение может осуществляться на станке и вне станка (рис. 9.31). Структурная схема Рвс. 931. Схема автоматвэвроваввото контроля качест- ва деталей контура регулирования системы активного контроля приведена на рис. 9.32. При разработке систем управления точностью для измерения размеров детали на станке используются различные датчики и специализированные измерительные головки (см. подразд. 9.5).
При измерении размеров детали вне станка используются двух- и трехкоординатно-измерительные машины (КИМ), измерительные роботы, а также специализированные, стационарные, переналаживаемые установки. Достоинства контроля на станке следующие: возможность раннего обнаружения погрешностей обработки и их устранения до окончания технологического цикла; 13о Рис. 9.32. Структурная схема контура регулирования системы активного контроля высокая эффективность измерения благодаря исключению времени на транспортирование, установку детали на измерительную позицию; зкономия производственной площади; сравнительно невысокая стоимость средств измерения; Недостатки контроля на станке следующие: сравнительно невысокая точность измерений; неблагоприятные условия измерений (СОЖ, стружка, температурное деформирование); снижение производительности обрабатывающего оборудования.
'Достоинства контроля вне станка следующие: возможность обеспечения высокой точности измерений, в том числе комплексных; полное и рациональное использование различных измерительных средств; обеспечение высокого коэффициента использования обрабатывающего оборудования; возможность обеспечения благоприятных условий для проведения измерений. Недостатки контроля вне станка: высокая стоимость измерительных средств и средств сопряжения с обрабатывающим оборудованием; длительный временной интервал между обработкой и контролем; необходимость дополнительных производственных площадей. Контроль размеров деталей на станке наиболее эффективно может быть реализован для токарных, шлифовальных и многоцелевых станков, При этом в качестве измерительного инструмента используют датчики касания, датчики отклонения и измерительные оправки (для контроля отверстий), устанавливаемые на станке вместо режущего инструмента и обеспечивающие проведение измерений до обработки, после нее или в процессе обработки с ее прерыванием.
Применяют также контактные измерительные устройства для шлифовальных станков, позволяющие проводить измерения в процессе обработки. Системы управления точностью с измерением деталей на станке используют в следующих случаях: для косвенного определения смещения режущей кромки инструмента (в случае его изнашивания или неточной установки) и последующей его компенсации; 136 при изготовлении деталей высокой стоимости, когда систематический контроль после каждой операции позволяет вовремя прекратить обработку детали в случае появления, несоответствия допуску; при обработке с одним или несколькими очень точными размерами, при этом контроль до 'окончания обработки дает возможность избежать брака путем оптимизации последующего прохода, а после обработки— доработать деталь до снятия ее со станка; при обработке заготовок с большим и неравномерным припуском, контроль которых до обработки позволяет сбалансировать припуск; при непрерывном измерении и управлении размером в процессе резания, что позволяет полностью исключить появление брака, особенно при продолжительности обработки, сравнимой со временем стоимости режущего инструмента.
Системы управления точностью с измерением з а готов к и дета л и в процессе ее о бр а 6отки применяются на круглошлифовальных станках (рис. 9.33). Измерительная головка 1 монтируется Рис. 9.34. Схема контрольно-измерительной позиции для деталей типа тел вращения Рис. 9.33. Схема системы активного контроля для круглошлифовальных станков 137 на каретке 2, обеспечивающей полную автоматизацию цикла измерения.
Измерительный сигнал с головки 1 поступает в электронный блок измерения 8, с которого на систему ЧПУ 4 станка 6 поступают сигналы, необходимые для изменения величины подачи шлифовального круга, для переключения режимов работы (например, с чистового шлифования на выхаживание или отвод круга). Настройку на размер осуществляют с помощью измерительных щупов 6. Системы такого типа обеспечивают повторяемость размера ~0,5 мкм. Наиболее известным производителем является фирма Магрозз (Италия).
Имеются отечественные аналоги: прибор управляющий модели БВ-4270, система измерительная активного контроля к внутришлифовальным станкам БВ-4257. При разработке систем управления точностью на токарных станках необходимо учитывать такие факторы, как наличие стружки, СОЖ, вибраций, большую шероховатость поверхности, большую окружную скорость заготовки и др. Поскольку точность обработки на токарных станках обычно ниже, чем при шлифовании, возможно применение других средств измерения, принцип действия которых основан на косвенном измерении. До недавнего времени распространенными являлись измерительные устройства, построенные на принципе обкатки роликом, например устройства АИД-5, ИБД-2, приборы фирм 5пе11!!б, О1адеш (Великобритания). Погрешность измерения указанных приборов ~5 мкм.
Известны системы активного контроля, у которых пневматический принцип измерения, обеспечивающий диапазон рассеяния размеров контролируемых деталей ~1 мкм. Приборы такого типа выпускает, например, фирма Рогз1ег (Германия). Различные схемы приборов приведены в работах [7, 13). В настоящее время в системах управления точностью токарных станков наиболее часто применяют датчики касания и отклонения (см. подразд. 9.5), а также измерительные оправки (пробки), предназначенные для контроля точных отверстий. Перспективны такие методы измерения; как бесконтактные оптические с помощью лазера, основанные на использовании оптических принципов, интерференции, сканирования или перекрытия светового луча, методы контроля с помощью вихретоковых, индуктивных или емкостных преобразователей, измерения средствами видеограмметрии, теневой проекции и др. [1, 4].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
