Проектирование автоматизированнь2х станков и комплексов (831035), страница 11
Текст из файла (страница 11)
Существующие работы по коррекции погрешностей станков с ЧПУ решают эти задачи частично.Вбольшинствеслучаев рассматриваюти применяют способыкоррекции погрешностей станков с ЧПУ путем линейных перемещений рабочих органов станка по управляемым координатам (или поворотом управляемого поворотного стола) с использованием существующих на станкеточных (с дискретностью0,001мм) следящих приводов подач этих рабочихорганов.
Особую трудность представляет коррекция угловых смещений рабочих органов.Коррекция погрешностей станка с ЧПУ заключается в том, что в одномили нескольких составляющих блоках осуществляется суммирование первоначально заданной информации о перемещении рабочих органов станка синформацией о его корректируемых погрешностях. Поэтому практическикоррекция погрешностей станка с ЧПУ может проводиться следующими способами:воздействием на УП, когда проводится ее предыскажение на основе заранее рассчитанной или экспериментально определенной информации о погрешностях.
Этот способ в настоящее время применяют редко;изменением передаточных функций следящих приводов подач рабочихорганов. В этом случае коррекция погрешностей явно не выражена, так какпроводится по жестко заданному алгоритму;воздействием на управляющие сигналы, формируемые устройством ЧПУи передаваемые на приводы подач рабочих органов станка;введением в станок с ЧПУ специальных корректирующих элементов илиисполнительных устройств с микроприводами и последующим управлениемими от системы ЧПУ.В последних двух случаях применяется так называемый программныйспособ коррекции погрешностей, основанный на управлении процессов коррекции по заданной программе с использованием системы ЧПУ.Варианты коррекции погрешностей в зависимости от способа полученияинформации о них показаны на рис.10.15.Если информация о погрешностяхучитывается при составлении УП путем ее предыскажения либо вводится впамять устройства ЧПУ для последующей коррекции управляющих сигналовот устройства ЧПУ на приводы подач станка, то в этом случае проводитсякоррекция только систематической составляющей погрешностей станка.
Еслиже коррекция осуществляется на основе использования текущей информациио погрешностях станка с ЧПУ, получаемой непрерывно или с определеннымиинтервалами с помощью ШI, установленных на станке, то возможна коррекция как систематической, так и случайной составляющих погрешностей. Однако установка ИП, особенно в рабочей зоне, усложняет конструкцию станка,затрудняет получение непосредственной (а не косвенной) информации о его1О. 6.Измерительные системы, применяемые в станках с ЧПУ51Коррекция на основезаранее полученныхВозмущенияданных о погрешностяхВыходныеУПСистема ЧПУСтаиокпараметрыточностиипданных о погрешностях,получаемых в процессеэксплуатацииРис.10.15.
Схема пocтpoellliЯипвариантов коррекции погрешностей станка с ЧПУпогрешностях. При этом информация может быть как о погрешностях станкас ЧПУ, так и о возмущениях, действующих на него. На практике применяютоба варианта коррекции погрешностей.Станки с ЧПУ имеют высокую энергонасыщенность, что приводит в процессе их работы к выделению большого количества теплоты и к температурным деформациям деталей и узлов станка.
Поэтому в настоящее время интенсивно ведутся работы по разработке и применению различных способовснижения тепловыделений и температурных деформаций. Эти способы можно разделить на две группы:без дополнительного отвода или подвода теплоты к узлам станка;с дополнительным отводом или подводом теплоты к узлам станка.В первой группе различают компоновочно-конструктивные способы испособы коррекции относительных линейных и угловых смещений рабочихорганов станка.Во второй группе выделяют способы, основанные на отводе теплотыохлаждением узлов станка и масла в гидросистеме, на подводе теплоты к узлам станка для быстрой стабилизации температуры нагрева и температурныхдеформаций, а также на стабилизации температуры окружающей среды и соответственно температурных деформаций деталей станка.Снижение влияния температурных деформаций на точность станка в процессе его эксплуатации на основе применения систем их коррекции можнопроводить двумя способами:постоянным измерением непосредственно смещений оси шпинделя с помощью ИП, однако это не всегда возможно или достаточно сложно;измерением смещения оси шпинделя косвенным путем на основе измерения температуры в характерной точке на станке.
В этом случае предварительно экспериментально устанавливают функциональную зависимость между изменением температуры в характерной точке на станке и смещением осишпинделя.1О.52Системы программного управления металлоре:жущими станкамиНа рис.10.16показан пример коррекции смещения оси ШIШНделя в многоцелевом станке с вертикальной компоновкой шпинделя фирмыOlivetti(Италия).Примерно на уровне оси шпинделя в кронштейнедельной бабки закреплен инваровый стержень1 (рис.
10.16, а) шпин2, который упирается в рычаг 3,поджимаемый к стержню 2 пружиной через накрученную на вал измерительного преобразователя 5 струну 4. При работе станка и смещении передней части шпиндельной бабки со шпинделем вправо при нагреве инваровый стержень (имеющий очень малый коэффициент линейного расширения) смещаетсятакже вправо, рычаг3отклоняется, и ИП5выдает в систему управления сигнал для коррекции перемещения салазок станка по координате у.Лу, мкм120100803604020о10.16.46't,чбаРис.2Схема коррекции смещения шпинделя вследствие температурных деформаций (а) и графики смещения по координате у (б)На рисунке10.16,б показаны графики смещения оси шпинделя без системы коррекции при частоте вращения шпинделя п = 2 780 мин-t (кривая 1)и при работе системы коррекции (кривая2).Смещения шпинделя и салазокизмерялись соответственно индикаторами А и В.Практических способов коррекции угловых смещений рабочих органовстанка разработано значительно меньше.
Для коррекции угловых поворотовшпинделявследствиетемпературных деформации рекомендуется способнаправленного нагрева (охлаждения) с помощью единичных нагревателейили тепловых труб (элементов охлаждения). В ряде случаев перспективнымявляется способ, основанный на применении микроприводов, позволяющихосуществлять с очень малой дискретностью линейные и угловые смещениярабочих органов станка.Постоянное совершенствование и расширение возможностей микропроцессорных систем ЧПУ, разработка и применение новых измерительных систем, а также растущие требования к точности станков с ЧПУ, ее повышениепутем коррекции погрешностей достаточно эффективны в процессе эксплуатации станков.1 О.
7. Порядок выбора и53проектирования систем ЧПУ10.6.5. Устройства для автоматического контроляточности изготовления деталейи настройки режущих инструментовДальнейшая автоматизация станков с ЧПУ позволила проводить:контроль точности обрабатываемых заготовок (перед чистовым проходомили после полной обработки) непосредственно на станке;поднастройку режущего инструмента на основе измерения заготовки перед чистовым проходом;измерение действительногоположения режущей кромки инструмента(при неточной его предварительной установке в оправке или в резцедержателе и при износе) и коррекцию его исходного положения;измерение действительного положения заготовки на столе станка перед ееобработкой.В общем случае точность обработки заготовки можно измерять непосредственно на станке или после снятия со станка различными измерительнымисредствами (например, на контрольно-измерительной машине).Измерение на станке проводится специальными измерительными щупами, которые устанавливаются в одной из позиций револьверной головки токарного станка с ЧПУ или в оправке в инструментальном магазине многоцелевого станка.
При необходимости измерения оправку с измерительным щупом помещают в шпиндель станка.Измерение точности обработки заготовки непосредственно на станке сЧПУ стало возможным благодаря достаточно высокой точности позиционирования его рабочих органов, на которые устанавливают измерительный щуп.Недостатками такого способа являются: простои дорогостоящего станка сЧПУвовремя измерений;неблагоприятные условияизмерений(СОЖ,стружка, высокая температура); зависимость точности измерений от точностиперемещений рабочего органа, несущего измерительный щуп.10.7.
ПОРЯДОК ВЫБОРА И ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМЧИСЛОВОГО ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕПИЯВыбор и проектирование системы ЧПУ проводят с учетом конструкции итехнологических возможностей металлорежущего станка, его техническиххарактеристик, конкретных производственных условий работы, а также условий достижения требуемых показателей качества обработки заготовок, производительности и себестоимости изготовления деталей.Исходя из этого, на первом этапе:анализируют типовые детали, производимые на станке с ЧПУ (тела вращения, плоские, корпусные, специальные);определяют требуемые технологические возможности и технические характеристики станка;составляют техническое задание на систему ЧПУ;1О.54Системы программного управления металлоре:жущими станкамивыбирают компоновку станка;разрабатывают варианты кинематических схем станка и работы его основных и вспомогательных механизмов, количество управляемых координат(в том числе одновременно управляемых), а также подробную кинематическую схему, принятую для проектирования станка.На втором этапе:анализируют структуру построения и технические характеристики приводов главного движения, подач, вспомогательных движений; уточняют всефункции управления;определяют все функции управления;проводят обоснование и выбор устройства ЧПУ, приводных электродвигателей и схем их управления, измерительных преобразователей;выбирают и разрабатывают дополнительные системы измерения, диагностирования и коррекции погрешностей станка;определяют структуру необходимого программного обеспечения;выполняют конструктивное оформление пультов системы управления.Разработку и изготовление основной части системы ЧПУЧПУ--устройстваосуществляют специализированные фирмы.При проектировании и изготовлении станков с ЧПУ на станкостроительных фирмах системы ЧПУ не проектируют, а комплектуют ( с последующейстыковкой и отладкой) на основе выбора имеющихся составных ее элементов, выпускаемых специализированными фирмами.Конструктивно для устройств ЧПУ характерно следующее:размещение элементов, потребляющих большие мощности и выделяющихбольшое количество теплоты, раздельно с маломощными элементами;организация внутреннего теплообмена и поддержание постоянной температуры внутри шкафа с помощью кондиционеров и дверных уплотнителей;применение больших монтажных плат, печатного монтажа и печатныхплоских кабелей для внутренних соединений;миниатюризация, позволяющая встраивать устройство ЧПУ непосредственно в механизмы станка или, что делают чаще, вьmолнять их в отдельном подвесном пульте управления и помещать в удобном месте на станке.При этом достигается значительная экономия производственных площадей;модульная конструкция, обусловливающая удобство их технического обслуживания, упрощающая поиск неисправностей и ремонт путем замены соответствующих модулей;оснащение дисплейной техникой отображения информации управлениястанком,диагностики неисправностейвбуквенно-цифровойформе,чтоулучшает наглядность управления и упрощает «общение» оператора с системой ЧПУ.10.8.Особетюсти эксплуатации и технического обслуживания станков с ЧПУ5510.8.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
