CS277305B6

CS277305B6 - Apparatus for measuring the accuracy of circular motion of machine parts

Info

Publication number: CS277305B6
Application number: CS781688A
Authority: CS
Inventors: Vlastimil Ing Laska
Original assignee: Vyzk Ustav Obrabecich Stroju
Priority date: 1988-11-28
Filing date: 1988-11-28
Publication date: 1993-01-13
Also published as: CS8807816A1

Abstract

Zařízení se skládá ze snímače (3) spojeného s kluzným ložiskem (16), jenžje současně spojeno s měřenou částí stroje a jednak s rotorem (9) selsynu (7). Stator (10) selsynu (7) je spojen s nosnou konstrukcí (8) kruhového etalonu (1). Elektrická část zařízení je spojena se souřadnicovým zapisovačem (13).The device consists of a sensor (3) connected to a sliding bearing (16), which is simultaneously connected to the measured part of the machine and, on the one hand, to the rotor (9) of the selsyn (7). The stator (10) of the selsyn (7) is connected to the support structure (8) of the circular standard (1). The electrical part of the device is connected to the coordinate recorder (13).

Description

Oblast technikyField of technology

Vynález se týká zařízení k měření přesnosti kruhového pohybu části strojů, zejména u obráběcích strojů.The invention relates to a device for measuring the accuracy of the circular motion of a part of a machine, in particular in machine tools.

Dosavadní stav techniky 'Background Art

V současné době se většina, obráběcích strojů na rotační i skříňové součásti u obráběcích center začíná vybavovat souvislými řídicími systémy. Tyto systémy umožňují kruhovou interpolaci, při níž pohyblivé části obráběcího stroje vykonávají současně pohyb ve dvou souřadnicích takovým způsobem, že výsledný pohyb nástroje vůči obrobku je po kruhové dráze.At present, most machine tools for rotating and box components in machining centers are beginning to be equipped with continuous control systems. These systems allow circular interpolation, in which the moving parts of the machine tool move simultaneously in two coordinates in such a way that the resulting movement of the tool relative to the workpiece is in a circular path.

Při zkouškách obráběcích strojů musíme zjistit s jakou přesností je zkoušený stroj schopen vykonávat kruhový pohyb. V současné době se řeší tento požadavek třemi způsoby. Jednak číselníkovým úchylkoměrem se objíždí měřící válec. Po určitých úhlových úsecích se pohyb zastaví a odečte se úchylka. Po objetí válce se do grafu vynesou naměřené úchylky a vyhodnotí se úchylka od kruhového tvaru. Nevýhodou tohoto způsobu měření je malá přesnost a hlavně nutnost zastavit pohyb v měřených místech, kdy může dojít k dalším chybám. 'When testing machine tools, we must find out with what precision the tested machine is able to perform a circular motion. This requirement is currently addressed in three ways. On the one hand, the measuring cylinder is bypassed by a dial indicator. After certain angular sections, the movement is stopped and the deviation is subtracted. After embracing the cylinder, the measured deviations are plotted in the graph and the deviation from the circular shape is evaluated. The disadvantage of this method of measurement is the low accuracy and especially the need to stop the movement in the measured places, where other errors can occur. '

Dalším způsobem je pracovní zkouška, kdy se obrobí kus a změří se úchylka kruhovosti. Nevýhodou tohoto způsobu je zahrnutí dalších chyb do měření, především kvalita nástroje, materiálu a volba správných řezných podmínek, měření lze provádět pouze při určitých rychlostech pohybu a spotřeba materiálu ke zkouškám je značná. Nutnost odnést obrobený kus na měřící zařízení, měření a vyhodnocení přesnosti dále tyto práce znesnadňuje a snižuje jejich kvalitu.Another way is a working test, in which a piece is machined and the roundness deviation is measured. The disadvantage of this method is the inclusion of other errors in the measurement, especially the quality of the tool, material and the choice of the correct cutting conditions, the measurement can be performed only at certain speeds and the consumption of material for testing is considerable. The need to take the workpiece to the measuring device, measuring and evaluating the accuracy further complicates this work and reduces their quality.

Třetím způsobem jak řešit tento požadavek je způsob podle čs. A0 255 580 užívaný v TOS Kuřím. Toto zařízení pracuje tak, že dráhový snímač, uložený v osově přestavitelné trubce v hlavici snímače, pružně uchycené planžetami k držáku, upevněném na posuvné liště, upnuté k hřídeli, k němuž je na opačném konci napojen ohebný hřídel, který je svým druhým koncem připevněný k ose, otočně uložené v konzole a upevněné na boční stěně zapisovače a opatřené talířem, na kterém je upevněn záznamový papír, jenž je ve styku s pisátkem zapisovače, napojeným přes měřící zesilovač na dráhový snímač, přičemž čep, opatřený vodicím ložiskem a uložený v průběžné drážce posuvné lišty, je svou válcovou částí ve styku s příčným kolíkem, umístěným v hlavici snímače.The third way to solve this requirement is the method according to MS. A0 255 580 used in TOS Kuřím. This device operates in such a way that a path sensor, housed in an axially adjustable tube in the sensor head, is resiliently attached by plates to a holder mounted on a sliding rail clamped to a shaft to which a flexible shaft is connected at the opposite end. axis, rotatably mounted in a bracket and mounted on the side wall of the recorder and provided with a plate on which is mounted a recording paper in contact with a recorder connected to a track sensor via a measuring amplifier, the pin being provided with a guide bearing and housed in a continuous groove sliding rail, is with its cylindrical part in contact with a transverse pin located in the sensor head.

Toto zařízení řeší primitivním způsobem základní požadavek - přesnost kruhového pohybu, neumožňuje však měřit tuto přesnost opakovaně /kabely mezi snímačem a měřícím zesilovačem se namotají na etalon/, neumožňuje dlouhodobé zkoušky této přesnosti pro zjištění stability /opět kabely/. Přenos úhlového natočení mezi etalonem a záznamovým zařízením pomocí ohebného hřídele je nepřesný a neumožňuje přesné zaznamenání kruhového pohybu na jeden záznamový papír při změně smyslu otáčení. Při změně smyslu otáčení se též nepříznivě projeví vůle mezi vodicím ložiskem a drážkou v posuvné liště. Výsledná přesnost kruhového pohybu je pak negativně ovlivněna úchylkou kruhovitosti válcové části čepu upevněThis device solves the basic requirement in a primitive way - the accuracy of circular motion, but does not allow to measure this accuracy repeatedly / cables between the sensor and the measuring amplifier are wound on a standard /, does not allow long-term tests of this accuracy to determine stability / again cables /. The transmission of the angular rotation between the standard and the recording device by means of a flexible shaft is inaccurate and does not allow an accurate recording of the circular motion on one recording paper when changing the direction of rotation. When changing the direction of rotation, the play between the guide bearing and the groove in the sliding rail is also adversely affected. The resulting accuracy of the circular movement is then negatively affected by the deviation of the circularity of the cylindrical part of the pin fixedly

B6 něho ve vřetení stroje. Zařízení též neumožňuje jednoduchým způsobem nakreslit záznamovým zařízením ideální kružnici, se kterou potom snadno porovnáváme skutečnou trajektorii kruhového pohybu.B6 him in the machine spindle. The device also does not allow the recording device to draw an ideal circle in a simple way, with which we can then easily compare the actual trajectory of the circular motion.

Podstata vynálezuThe essence of the invention

Uvedené nevýhody jsou odstraněny zařízením k měření přesnosti kruhového pohybu podle vynálezu. Podstata zařízení spočívá v tom, že sestává ze snímače, který je držákem spojen s kluzným ložiskem. Ložisko je současně spojeno s měřenou částí stroje. Snímač je dále spojen vodicí tyčí přes pouzdro a tyč, procházející středem kruhového etalonu, s rotorem selsynu. Stator selsynu je spojen s nosnou konstrukcí kruhového etalonu. Při měření strojů pro výrobu skříňových součástí je kruhový etalon se selsynem upnut na stole stroje a ve vřetení stroje je upnut trn s ložiskem a vodicí tyč s držákem snímače. Při měření strojů pro výrobu rotačních součástí je kruhový etalon se selsynem upnut do sklíčidla stroje a do nožového držáku je upnut trn s ložiskem a vodicí tyč s držákem snímače. Ke snímači je připojena můstková aparatura obsahující kromě vyvažovači části i oscilátor a zesilovač amplitudově modulované nosné frekvence. Tento zesilovač je spojen s rotorem selsynu a obě statorová vinutí statoru selsynu jsou spojena s prvním a druhým fázovým diskriminátorem a s výstupním zařízením, tvořeným souřadnicovým registračním zapisovačem.These disadvantages are eliminated by the device for measuring the accuracy of circular motion according to the invention. The essence of the device lies in the fact that it consists of a sensor which is connected by a holder to a plain bearing. The bearing is simultaneously connected to the measured part of the machine. The sensor is further connected by a guide rod via a housing and a rod passing through the center of the circular standard to the selsyn rotor. The selsyn stator is connected to the supporting structure of the circular etalon. When measuring machines for the production of cabinet components, a circular standard with a selsyn is clamped on the machine table and a mandrel with a bearing and a guide rod with a sensor holder are clamped in the machine spindle. When measuring machines for the production of rotating parts, a circular standard with a selsyn is clamped in the chuck of the machine and a mandrel with a bearing and a guide rod with a sensor holder are clamped in the knife holder. A bridge apparatus is connected to the sensor, containing, in addition to the balancing part, an oscillator and an amplitude-modulated carrier frequency amplifier. This amplifier is connected to the selsyn rotor and both stator windings of the selsyn stator are connected to the first and second phase discriminators and to an output device formed by a coordinate recorder.

Měření přesnosti kruhového pohybu shora uvedeným zařízením je mimořádně rychlé a přesné. Umožňuje měřit přesnost kruhového pohybu.při libovolné rychlosti posuvu a smyslu pohybu opakovaně, přičemž jde o metodu zcela objektivní bez spotřeby materiálu. Záznam úchylek je spojitý a přesnost měření je na 0,1 mikrometru. Úhlové natáčení snímače po etalonu je souhlasné s úhlovým natáčením rotoru selsynu a je přes elektronickou aparaturu s vysokou přesností reprodukováno souřadnicovým zapisovačem.Measuring the accuracy of circular motion with the above device is extremely fast and accurate. It makes it possible to measure the accuracy of circular motion at any feed rate and sense of motion repeatedly, and it is a completely objective method without the consumption of material. The recording of deviations is continuous and the measurement accuracy is at 0.1 micrometer. The angular rotation of the sensor along the standard is consistent with the angular rotation of the selsyn rotor and is reproduced with high accuracy via an electronic apparatus by a coordinate recorder.

Přehled obrázků na výkresechOverview of figures in the drawings

Zařízení pro měření přesnosti kruhového pohybu je schematicky znázorněno na připojeném výkresu.The device for measuring the accuracy of circular motion is schematically shown in the attached drawing.

Příklad provedení vynálezuExample of an embodiment of the invention

Induktivní snímač 3 je držákem 4 spojen s ložiskem 16, které vytváří spojení s měřenou částí stroje. Dále je snímač 3. vodicí tyčí 15 přes pouzdro 14 a tyč 17 spojen s rotorem 9. selsynu, přičemž tyč 17 prochází středem kruhového etalonu 1 a pouzdro 14 ~ie rovněž uloženo ve středu kruhového etalonu 1. Pouzdro 14 vodicí tyče 15 zajišťuje polohu snímače 3. tak, aby směřoval stále do středu kruhového etalonu (L. Stator 10 selsynu 7 je spojen s nosnou konstrukcí 8. etalonu 1, která je uložena na stole 2 stroje.The inductive sensor 3 is connected by a holder 4 to a bearing 16, which forms a connection with the measured part of the machine. Furthermore, the sensor 3 of the guide rod 15 is connected via a housing 14 and a rod 17 to the rotor 9 of the selsyn, the rod 17 passing through the center of the circular standard 1 and the housing 14 also housed in the center of the circular standard 1. 3. so that it always points towards the center of the circular etalon (L. Stator 10 of the selsyn 7 is connected to the supporting structure 8 of the etalon 1, which is placed on the table 2 of the machine.

Jednotlivé základní části jsou s využitím shodného principu rozdílně uloženy na měřeném stroji v případě měření přesnosti kruhového pohybu u strojů na skříňové součásti a u strojů na rotační součásti. U strojů pro výrobu skříňových součástí je kruhový etalon 1 se selsynem 7 upnut na stole 2 stroje a ve vřetení 5 stroje je upnut trn s ložiskem 16 a vodicí tyč 15 s držákem 4 snímače 2. U strojů pro výrobu rotačních součástí je kruhový eta3Using the same principle, the individual basic parts are mounted differently on the measured machine in the case of measuring the accuracy of circular motion in machines for box components and in machines for rotating parts. For machines for the production of box components, the circular etalon 1 with selsyn 7 is clamped on the table 2 of the machine and in the spindle 5 of the machine a mandrel with a bearing 16 and a guide rod 15 with a holder 4 of the sensor 2 are clamped.

Ion 1 se selsynem 7 upnut do sklíčidla stroje a do nožového držáku je upnut trn s ložiskem 16 a vodící tyč 15 s držákem 4 snímače 3.The ion 1 with the selsyn 7 is clamped in the chuck of the machine and the mandrel with the bearing 16 and the guide rod 15 with the holder 4 of the sensor 3 are clamped in the knife holder.

Elektrickou část zařízení vytváří můstková aparatura 2 z která je připojena k snímači 2 a obsahuje kromě vyvažovači části i oscilátor a zesilovač amplitudově modulované nosné frekvence. Tento zesilovač je spojen s rotorem 2 selsynu 7 a obě statorová vinutí statoru 10 selsynu 7 jsou spojena s prvním a druhým fázovým diskriminátorem 11, 12 a dále se souřadnicovým zapisovačem 13. 'The electrical part of the device consists of a bridge apparatus 2 from which it is connected to the sensor 2 and contains, in addition to the balancing part, also an oscillator and an amplitude-modulated carrier frequency amplifier. This amplifier is connected to the rotor 2 of the selsyn 7 and both stator windings of the stator 10 of the selsyn 7 are connected to the first and second phase discriminators 11, 12 and further to the coordinate recorder 13.

Při měření přesnosti kruhového pohybu se postupuje tak, že souřadný systém stroje se na řídicím systému zvolí tak, aby střed interpolované kružnice byl totožný se středem etalonu 1. Potom se výstup z induktivního snímače 2 a selsyn 2 připojí k elektronické části a ta se napojí na souřadnicový registrační zapisovač.When measuring the accuracy of circular motion, the machine coordinate system is selected on the control system so that the center of the interpolated circle is the same as the center of the standard 1. Then the output of the inductive sensor 2 and selsyn 2 is connected to the electronic part and it is connected to coordinate registration recorder.

Dále určitou rychlostí posuvu a v určitém smyslu pohybu interpoluje stroj kružnici o určitém poloměru, zpravidla od 50 mm do maximální velikosti souřadnice stroje.Furthermore, at a certain feed rate and in a certain sense of movement, the machine interpolates a circle of a certain radius, usually from 50 mm to the maximum size of the machine coordinate.

Na zapisovači dostaneme tvar skutečné kružnice, jak ji vykonává stroj. Poté je možno tuto skutečnou kružnici porovnat s ideální, kterou získáme zápisem po rozpojení spojky mezi snímačem 2 ^a selsynem 7.On the recorder we get the shape of a real circle as it is performed by the machine. Then it is possible to compare this real circle with the ideal one, which is obtained by writing after disconnecting the coupling between sensor 2 ^and selsyn 7.

Tyto zápisy se potom vyhodnocují známými způsoby.These entries are then evaluated in known ways.

Claims

PATENT CLAIMS

Device for measuring the accuracy of circular movement of machine parts by means of a device ensuring interpolation of its constant orientation to a circular standard with a sensor, characterized in that the sensor / 3 / is connected by a holder / 4 / to a plain bearing / 16 / which is simultaneously connected to measured part of the machine and on the one hand a guide rod / 15 / through the housing / 14 / and a rod / 17 / passing through the center of a circular etalon / 1 / with a rotor / 9 / selsyn / 7 /, where the stator / 10 / selsyn is connected to the supporting structure / 8 / and its two stator windings are connected to the first and second phase discriminator / 11,12 / to a coordinate recorder / 13 /, the bridge apparatus comprising an amplitude modulated carrier frequency amplifier.