RU115264U1 - Устройство компенсации силовых и тепловых погрешностей токарного станка - Google Patents
Устройство компенсации силовых и тепловых погрешностей токарного станка Download PDFInfo
- Publication number
- RU115264U1 RU115264U1 RU2010129311/02U RU2010129311U RU115264U1 RU 115264 U1 RU115264 U1 RU 115264U1 RU 2010129311/02 U RU2010129311/02 U RU 2010129311/02U RU 2010129311 U RU2010129311 U RU 2010129311U RU 115264 U1 RU115264 U1 RU 115264U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- spindle
- power
- axis
- errors
- cutter
- Prior art date
Links
Landscapes
- Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
Abstract
Устройство компенсации силовых и тепловых смещений оси шпинделя токарного станка, содержащее измерительную систему в виде средств съема и передачи информации, систему обработки измерительной информации, а также систему коррекции процесса металлообработки, отличающееся тем, что средство съема и передачи информации выполнено в виде лазерного датчика перемещения, установленного на станине станка с возможностью фокусировки луча лазера на поверхность шпинделя станка.
Description
Полезная модель относится к металлообрабатывающей промышленности, в частности к токарным станкам с СЧПУ.
Наиболее близким решением из уровня техники по технической сущности является устройство для компенсации теплового смещения оси шпинделя токарного станка, содержащее датчики перемещения оси шпинделя и оси пиноли в плоскости формообразования и элемент, осуществляющий смещение оси пиноли, соответствующее перемещению оси шпинделя. Для повышения точности обработки элемент, осуществляющий смещение оси пиноли, выполнен в виде гидроцилиндра, закрепленного на станине станка с упором его штока в пиноль, а устройство снабжено двумя цифровыми приборами для указания величины смещения оси шпинделя и оси пиноли в плоскости формообразования, соединенными с двумя датчиками перемещения, и редукционным клапаном для регулировки давления масла в гидроцилиндре (Патент РФ №2245765, В23В 25/06 2005 г.).
К недостаткам известного технического решения следует отнести тот факт, что в нем не компенсируются силовые погрешности шпинделя и суппорта, которые возникают от действия силы резания.
Технической задачей полезной модели является повышение точности обработки деталей за счет компенсации смещения оси шпинделя и резца токарного станка, которое происходит в результате действия силы резания, разогрева токарного станка при работе и теплового удлинения резца в процессе резания.
Технический результат достигается за счет того, что в устройстве компенсации тепловых и силовых погрешностей токарного станка, содержащем измерительную систему в виде средств съема и передачи информации, систему обработки измерительной информации, а также систему коррекции, функционально обеспечивающую посредством программно-аппаратных средств по полученным данным корректировку процесса металлообработки, согласно полезной модели, средства съема информации выполнены в виде двух лазерных датчиков перемещения, один из которых установлен с возможностью фокусировки луча непосредственно на поверхность шпинделя, а второй - на диагональную поверхность отражателя, выполненного в виде прямоугольной призмы и расположенного на державке резца в зоне металлообработки перед передней поверхностью резца.
Устройство автоматической компенсации силовых и тепловых погрешностей на токарных станках с СЧПУ поясняется графическими материалами, где
- на фиг.1 изображена схема устройство автоматической компенсации силовых и тепловых погрешностей перемещения оси шпинделя на токарных станках с СЧПУ (вид сверху).
- на фиг.2 изображена схема устройство автоматической компенсации силовых и тепловых погрешностей перемещения резца на токарных станках с СЧПУ (вид сбоку).
Устройство содержит три подсистемы: подсистему измерения перемещения оси шпинделя (фиг.1), подсистему измерения перемещения резца (фиг.2) и систему 1 числового программного управления (СЧПУ) токарного станка. Измерение перемещения оси шпинделя производится следующим образом (фиг.1). Шпиндель 2 токарного станка соединен с патроном 4, в котором закреплена заготовка 5. На станине 3 станка закреплен кронштейн 6, на котором установлен лазерный датчик 7 перемещения. Измерение перемещения резца 8 производится следующим образом. На резце 8 закреплен отражатель 9, а на суппорте 10 закреплен кронштейн 11 удерживающий лазерный датчик 12 перемещения, луч которого направлен на отражатель 9.
Устройство автоматической компенсации силовых и тепловых погрешностей на токарных станках с СЧПУ работает следующим образом.
В процессе обработки заготовки 5 развивается сила резания, которая оказывает силовое воздействие на систему заготовка 5 - патрон 4 - шпиндель 2, которая деформируется а также на систему суппорт 10 - резцедержательная головка - резец 8, которая также деформируется. При этом ось системы заготовка 5 - патрон 4 - шпиндель 2 изгибается, а система суппорт 10 - резцедержательная головка - резец 8 деформируется, что приводит к искажению обрабатываемой поверхности. С другой стороны в процессе работы токарного станка в его опорах в результате трения выделяется теплота, которая приводит к тепловому расширению стенок шпиндельной бабки в результате чего, ось шпинделя перемещается в пространстве. При снятии стружки также выделяется теплота, которая приводит к тому, что передняя часть резца 8 нагревается и в результате термического расширения его режущая кромка перемещается в сторону заготовки, в результате чего нарушается настройка резца на размер. Все это приводит к тому, что заготовка обрабатывается не по цилиндрической, а по криволинейной поверхности.
Текущий радиус геометрического образа обработанной поверхности в поперечном сечении рассчитывается по формуле:
.
Это выражение является обобщенной функцией геометрического образа при токарной обработке. Определив экспериментально траекторию оси заготовки 5, то есть текущие координаты Хдi и Yдi и траекторию режущей кромки, то есть текущие координаты Хpi и Yрi, по углу поворота шпинделя 2 можно построить геометрический образ поперечного сечения обработанной поверхности с настроечным диаметром D.
Многочисленные экспериментальные исследования показали, что у токарных станков смещения заготовки Хдi и Yдi, и смещение резца Хpi и Ypi, при обработке детали составляют величины, измеряющиеся десятками микрометров и, во всяком случае, они не превышают 100 мкм. В то же время величины настроечного диаметра D для деталей, имеющих наибольшее распространение, составляет десятки и более миллиметров. Это позволяет сделать заключение о том, что в уравнении первый член на три - четыре порядка больше второго, а это значит с незначительной погрешностью можно пренебречь вторым членом до малости. Таким образом, следует учитывать смещение оси шпинделя 2 и резца 8 только в плоскости формообразования (ось X). Поэтому в подсистеме шпинделя используется только один лазерный датчик 7, луч которого направлен на поверхность консольной части шпинделя 2, а в подсистеме суппорта тоже один лазерный датчик 12, луч которого направлен на отражатель 9 закрепленный на резце 8. Рассеянное на поверхности шпинделя 2 и отражателя 9 излучение собирается на CCD-линейках лазерных датчиков 7 и 12. Процессоры сигналов лазерных датчиков 7 и 12 рассчитывают расстояние до поверхности шпинделя 2 и отражателя 9 и полученные сигналы направляют в систему 1 СПЧУ станка, где производится коррекция положения резца по оси X. Отражатель 9 установлен так, что его отражающая поверхность имеет угол с плоскостью формообразования 45°, поэтому хотя измерение расстояния между лазерным датчиком 12 и отражателем производится в плоскости перпендикулярной плоскости формообразования его изменение будет соответствовать перемещению резца в плоскости формообразования.
Анализ заявленного технического решения на соответствие условиям патентоспособности показал, что указанные в независимом пункте формулы признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности необходимых признаков, достаточной для получения требуемого синергетического (сверхсуммарного) технического результата.
Свойства, регламентированные в заявленном соединении отдельными признаками общеизвестны из уровня техники и не требуют дополнительных пояснений.
Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:
- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении предназначен для автоматической компенсации силовых и тепловых погрешностей на токарных станках с СЧПУ и может быть отнесен к области измерительной техники;
- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте формулы полезной модели, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в материалах заявки известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;
- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.
Следовательно, заявленный объект соответствуют требованиям условию патентоспособности «новизна» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.
Claims (1)
- Устройство компенсации силовых и тепловых смещений оси шпинделя токарного станка, содержащее измерительную систему в виде средств съема и передачи информации, систему обработки измерительной информации, а также систему коррекции процесса металлообработки, отличающееся тем, что средство съема и передачи информации выполнено в виде лазерного датчика перемещения, установленного на станине станка с возможностью фокусировки луча лазера на поверхность шпинделя станка.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010129311/02U RU115264U1 (ru) | 2010-07-16 | 2010-07-16 | Устройство компенсации силовых и тепловых погрешностей токарного станка |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010129311/02U RU115264U1 (ru) | 2010-07-16 | 2010-07-16 | Устройство компенсации силовых и тепловых погрешностей токарного станка |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU115264U1 true RU115264U1 (ru) | 2012-04-27 |
Family
ID=46297836
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010129311/02U RU115264U1 (ru) | 2010-07-16 | 2010-07-16 | Устройство компенсации силовых и тепловых погрешностей токарного станка |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU115264U1 (ru) |
-
2010
- 2010-07-16 RU RU2010129311/02U patent/RU115264U1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9760079B2 (en) | Cutting tool machining method and a wire electric discharge machine | |
Totis et al. | Development of a modular dynamometer for triaxial cutting force measurement in turning | |
Takeuchi et al. | Improvement in the working accuracy of an NC lathe by compensating for thermal expansion | |
US8152422B2 (en) | Control method for a machine tool with numerical control | |
JP5673855B2 (ja) | 工作機械 | |
JP7287616B2 (ja) | 振動切削装置 | |
JP2008264954A (ja) | 工具及び工具の補正方法 | |
JP5545025B2 (ja) | 工作機械 | |
Chighizola et al. | Intermethod comparison and evaluation of measured near surface residual stress in milled aluminum | |
CN205184412U (zh) | 一种微径铣刀高精度对刀装置 | |
RU115264U1 (ru) | Устройство компенсации силовых и тепловых погрешностей токарного станка | |
JP6168396B2 (ja) | 工作機械 | |
RU2438830C1 (ru) | Устройство компенсации тепловых и силовых погрешностей токарного станка | |
CN202239649U (zh) | 大型船舶艉轴加工中车削装置 | |
JP4986880B2 (ja) | マイクロマシンやマイクロフライスマシンの工具長補正方法 | |
WO2013187106A1 (ja) | 工作機械とその熱変形の補正方法 | |
JP5121466B2 (ja) | 芯高位置調整装置及び芯高位置調整方法 | |
RU2654120C1 (ru) | Способ коррекции положения резца на металлорежущем станке с ЧПУ | |
RU2453400C2 (ru) | Устройство компенсации тепловых погрешностей токарного станка | |
Szafarczyk et al. | Tool probe for measuring dimensional wear and X-coordinate of turning edge | |
JPH0557566A (ja) | 切削加工装置 | |
RU99369U1 (ru) | Устройство автоматического управления точностью обработки деталей на токарных станках с чпу | |
RU2677443C2 (ru) | Устройство высокоточной обработки деталей на токарных станках с числовым программным управлением | |
JP5517483B2 (ja) | 旋盤及び旋盤における刃物台位置の補正方法 | |
RU2557381C2 (ru) | Способ активного контроля линейных размеров в процессе обработки изделия и устройство для его реализации |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20180717 |