lekzii (832105), страница 6

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

Текст из файла (страница 6)

Лекция 13

Системы измерения и контроля износа и поломки режущих инструментов

Задачи :

1) контроль износа, поломка инструмента Необходимо безлюдное производство

2) Нагрузка на инструменты большая, т.к. стараемся режимы поднять. Интенсивный износ и вероятность критического износа и поломки.

3) Недостаток – малый срок службы (40-60 мин). Потом либо перетачивать, либо заменять.

Ставится задача разработки система измерения износа и контроля износа и поломки режущего инструмента.

Рисунок 1

1 – зона приработки инструмента

2 – зона нормальной работы

3 – критический износ

Надо вовремя заменить инструмент.

Стойкость величина непостоянная.

Как судить о вероятности критического износа:

1. Можно измерять сам режущий инструмент

- Останавливать станок, сдуть стружку смазку и померить (не всегда применим, условия тяжелые)

- Можно по обработанной детали

- Можно по виду стружки

- По характеру протекания процесса (по звуку)

2) Косвенное измерение

Износ влияет на силу резания P, крутящий момент М_кр, мощность N.

Более применимый способ

2 группы режущих инструментов:

I Пассивный метод измерения

II Активный метод измерения

Рисунок 2

Пассивный

Можно поставить счетчик на каждый инструмент. 20сек+20сек….=40 мин. Потом заменить. Берем меньше.

Разброс, т.к. разный материал, разный износ (и это все влияет на стойкость)

Возможно неправильное время (больше/меньше)

Активный

Постоянно следим за инструментом, за тем, когда начнется критический износ. Обычно это косвенные измерения. Прямой – после обработки какой-нибудь щуп.

2 варианта:

1. Берется шпиндель станка. В передней опоре ставят ИП. Измеряем P

2. Передача винт-гайка. Действует осевая сила Q. Ее можем измерять.

Рисунок 3

Измеряем осевую силу на ходовом винте. Большая Q – значит износ.

Померили. Что дальше? Строится 3 графика.

Рисунок 4

1 участок – не работает инструмент

2 участок – нормально работает (может быть несколько таких участков)

3 участок – критический износ

Для сверел больше не износ, а поломка.

На практике сверло обрабатывает, уходит назад, опускается щуп и проверяет остался ли кончик сверла

Рисунок 5

Индуктивная катушка может проверять

Рисунок 6

Может на контакт наезжать. Если контакт замыкается – нормально

Рисунок 7

Измерительные системы используются для подналадки инструмента.

Системы коррекции погрешностей станка

Мастер станки. Повышать точность станка засчет коррекции погрешностей. Стало возможно когда появились системы ЧПУ

Перед использованием системы надо выяснить какие есть погрешности у станка:

- температурные деформации узлов станка

- упругие деформации

В статике под действием силы веса

В динамике под действием силы резания

- износ сопряжний станка (направляющие, опоры шпинделя, передача винт-гайка)

- погрешности геометрических параметров станка (непараллельность, неплоскостность)

Виды погрешностей:

1. Систематическая

Более приятна. Ее значение не меняется в течении длительного периода. Например, накопленная погрешность по шагу винта.

1. Случайная

Надо постоянно измерять, чтобы компенсировать.

Рисунок 8

Постоянно меняются значения (1, 2, 3 день). Надо все время мерить.

Если рассеяние очень маленькое, можно брать среднюю величину.

Важно как действуют погрешности станка. Как проводить коррекцию? Засчет поворота или линейных воздействий?

Рисунок 9

Линейное можно корректировать засчет перемещения салазок. А угловые перемещения корректировать очень сложно. Наклон стола. Можно использовать микропривода. Можно делать очень маленькие угловые повороты.

Рисунок 10

Пути повышения точности:

-Разработка комповноки конструкций станка (от компоновки во многом зависит точность и от всех параметров тоже)

- рациональная эксплуатация (будем во время смазывать, где подтянуть)

- техническое обслуживание

- ремонт

Лекция 14

Пути повышения точности

1. Конструирование, изготовление, сборка, эксплуатация, техническое обслуживание и ремонт

2. Система коррекции

1 этап

- разработка компоновки станка

- разработка конструкции узлов

2 этап

- изготовление станка, сборка

3 этап

- эксплуатация, ТО, ремонт

Рисунок 1

Термосимметричные контрукции и компоновки

Рисунок 2

2 – снижение погрешности

По-разному располагаем привод

Рисунок 3

1 вариант лучше

Часто выносят двигатель за пределы станка через ременную передачу чтоб не было нагрева.

Можно делать специальные изоляции, направлять потоки воздуха

Применение механизмов с высоким КПД

Швп выше КПД (0,8), чем скольжение

Новый тип направляющих с малыми потерями на трение

Рисунок 4

Применять гидростатические направляющие

Применение линейных двигателей

Мотор-шпиндели

Встраеваемые поворотные столы

Новые материалы:

Сварные станины, из другого материала

Шарики в подшипниках из керамики

Материал инвар – который имеет малый коэф расширения. (к примеру, шпиндель. Хоть и дорого)

Эксплуатация. Надо все соблюдать: когда смазывать, когда регулировать.

ТО предусматривает регулировки, небольшие ремонты.

Необходимость создания термоконстантных помещений.

Если станок точный, надо избегать вибраций и т.п.

2 путь. Путь коррекции погрешностей станка

Рисунок 5

Суммарная погрешность

Надо обеспечить расположение одного органа относительно другого.

2 способа:

1. Взять абсолютную систему координат и обеспечить абсолютное расположение органов в системе координат. Тогда и относительное расположение будет точным.

Рисунок 6

1. Относительный. Берем какой-то орган за неподвижный и подстраиваем 2ой рабочий орган. Относительная стабилизация

Рисунок 7

малый. Порядка 0,5 градуса.

Схема проведения коррекции при разном способе получении информации о погрешностях.

- отрицательная обратная связь

Можно в УП вводить коррекции, можно на управляющие сигналы (погрешность по шагу винта). Эти погрешности заранее известны. Но есть случайные погрешности, которые постоянно меняются. Их надо постоянно измерять и проводить коррекцию.

Способы коррекции:

1. Предискажения управляющей программы

Недостаток:

Даже если станки одинаковые, погрешности разные. УП для каждого станка.

1. Программный способ коррекции

Разрабатывается алгоритм, составляется программа коррекции.

1. Установка микроприводов на стол

Когда нужна особая точность, используем микроприводы. Можно поворачивать и перемещать на малые углы поворота/перемещения

1. Как бороться с накопленной погрешностью по шагу винта?

Рисунок 10

Разбиваем на несколько участок и подаем на каждый свой сигнал.

Вырабатываем разные сигналы и записываем в виде матрицы.

Может быть смещение до 100 мкм.

1. Постоянно изменяющиеся погрешности. Косвенное измерение

Рисунок 11

Измеряем не перемещение, а температуру. Знаем зависимость. И измеряя температуру, знаем какая погрешность.

От температурных деформаций возможны смещения 10-100 мкм.

В определенных точках температура стабильна (это характерная точка).

Трудность – нахождение характерной точки.

1. Фирма Ольвьети применяет инвар (при нагреве его длина не меняется).

Рисунок 12

Станок холодный. Все нормально. Станок нагревается, шпиндель уходит, стержень не нагревается и уходит вместе со стержнем. Рычаг отклоняется и тянет за струну, натяную на ИП. Опять косвенное измерение перемещений. Коррекцируется только линейное смещение.

Способ коррекции износа направляющих шлифовальных станков.

Лекция 15

Коррекция круговых перемещений тяжела

Есть координаты A,B,C. Их дискретность мала.

Вариант 1

Рисунок 1

Поставили торцевую фрезу на диск. Есть шарнироное соединение, с помощью которого фрезу можно поворачивать. Даем команды на исполнительные механизмы.

Вариант 2

Поставить нагревательные и охлаждающие элементы с 2х сторон колонны. Если нагрев слева, то включать нагрев справа. Исправление угловых погршеностей. Дискретность 0,001 мм

Рисунок 2

Микропривод может кооректировать угловые перемещения. Точность 0,01 мкр

Рисунок 3

Микропривода:

1. Упруго-силовые МП

2. Термодинамический МП

3. Магнитострикционные МП

Упруго-силовые МП

Рисунок 4

Создаем усилие на зажиме 1

Давление создаем гидроприводом или пневмоприводом

Зажимаем 3 зажим, отпускаем 1 зажим.

Рабочий орган перемещается на какую-то величину засчет упругости.

Термодинамические МП

Магнитострикционные МП

Даем напряжение – сжимаем сначала правое, потом возвращаем.

Измерительные системы

Системы контроля измерения заготовок, режущего инструмента и обрабатываемых деталей.

Рисунок 5

До обработки:

1. Заготовка

2. РИ (коснуться измерительного устройства, определить положение режущей кромки)

Во время обработки можно контролировать припуск. Например, сколько припуска осталось на чистовой этап.

Все остановки станка во время обработки – отрицательный фактор. Теряем производительность (пока подводим щуп, измеряем деталь или инструмент).

После обработки можно контролировать изготовленную деталь (на станке не снимая, можно на контрольно-измерительной машине). Можно проверить инструмент с точки зрения его износа.

Если измерять на станке – станок стоит. Тоже отрицательный момент по производительности. Но если окажется брак, то ее можно доработать сразу же. Если на контрольно-измерительной машине, то производительность не теряется. Но если брак, то вынуждены эту деталь обратно на станок ставить и дорабатывать.

Методы контроля режущего инструмента, заготовки и детали

1. Приборы активного контроля. Контролируем точность детали в процессе обработки непосредственно. Применяется в основном на шлифовальных станках, где стружки почти нет. Следом за шлифовальным кругом идет прибор, который измеряет диаметр и может контролировать износ круга.

2. Контроль с помощью датчиков касания (измерительных щупов). Сейчас активно применяют. Можно поставить в револьверную головку. С помощью нее можно измерять точность обрабатываемой детали. Можно поставить в магазин инструментов. Но станок надо остановить, смахнуть стружку, капнуть охлаждающей жидкостью. Щуп надо прятать чтоб стружка на него не попадала. Делают его за шторкой и пока он выдвигается, деталь воздухом обдувают. Быстро коснуться детали, отойти на 0,5 мм назад и проводить измерения, потом быстрый отвод.

Предохранительные и блокирующие системы

Обеспечивает предохранение и блокировки

Важно: правильный зажим оправки, открытие/закрытие шторки, приводы подач (аварийные конечные выключатели, нормальные, которые контролируют конечную точку).

Повышаем уровень автоматизации, расширяем возможности (надежность, производительность, ремонтопригодность, получение более высокой точности)

Характеристики

Список файлов лекций