RU2215635C2

RU2215635C2 - Attachment for calibrating cutting tool

Info

Publication number: RU2215635C2
Application number: RU99116434A
Authority: RU
Inventors: А.Г. Лаптев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Лапик"
Priority date: 1999-07-29
Filing date: 1999-07-29
Publication date: 2003-11-10

Abstract

FIELD: machine tool manufacture, determination of geometry position of cutting tool relative to coordinate system of machine tool. SUBSTANCE: attachment includes pickup provided with electric circuit for detecting position of cutting tool in coordinate system of machine tool. Said pickup is in the form of two mutually normal rollers; each roller is mounted in two pairs of bearing members rigidly secured to base having basic planes and providing electrical contact with rollers. Said electric circuit serves for detecting electric contact of rollers with edges of cutting tool or for detecting contact of each roller with its bearing member. Rollers are spring-loaded along one of coordinate axes and they are mounted with possibility of removing from one or from several bearing members. EFFECT: enhanced accuracy, enlarged functional possibilities of method. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области станкостроения, касается устройств для калибровки режущего инструмента и может быть использовано в качестве устройства, определяющего геометрическое положение режущего инструмента (его режущей кромки) по отношению к системе координат станка как в процессе, так и в промежутках обработки, в том числе учитывающего износ режущего инструмента. Приспособление позволяет, например, определить параметры фасонной фрезы - диаметр ее сферический или цилиндрической части, радиуса скругления режущих кромок и направления оси фрезы, т.е. приспособление позволяет производить оперативную калибровку фрезы в процессе изготовления детали на технологическом модуле (ТМ). The invention relates to the field of machine tools, relates to devices for calibrating a cutting tool and can be used as a device that determines the geometric position of the cutting tool (its cutting edge) with respect to the coordinate system of the machine both in the process and in the processing intervals, including taking into account wear of the cutting tool. The device allows, for example, to determine the parameters of the shaped cutter - the diameter of its spherical or cylindrical part, the radius of the rounding of the cutting edges and the direction of the axis of the cutter, i.e. the device allows for quick calibration of the cutter during the manufacturing process of the part on the technological module (TM).

Известно устройство привязки инструмента к системе координат станка, содержащее резец, установленный в суппорте станка, контактный щуп, блок перемещения суппорта и измерительную систему, содержащую преобразователь перемещения суппорта и устройств цифровой индикации (см. а.с. СССР 1252061 по кл. МПК В 23 В 25/06). A device for linking a tool to a coordinate system of a machine is known, comprising a cutter mounted in a machine support, a contact probe, a support movement block and a measuring system comprising a support movement transducer and digital indication devices (see AS USSR 1252061, class IPC V 23 B 25/06).

Устройство не позволяет осуществлять привязку вращающего инструмента, например фрезы. The device does not allow the snapping of a rotating tool, such as a cutter.

Известно также устройство для коррекции точности статической настройки в исходном положении резца на токарном станке. Оно состоит из двух индуктивных датчиков, неподвижно закрепленных на кронштейне, выполненном в виде салазок и гидравлического цилиндра, перемещающего кронштейн с датчиками в осевом направлении (см. Применение адаптивных систем на станках с программным управлением. - М.: НИИМаш, 1974, с.27-29). A device is also known for correcting the accuracy of a static setting in the initial position of the cutter on a lathe. It consists of two inductive sensors fixedly mounted on an arm made in the form of a slide and a hydraulic cylinder that moves the arm with sensors in the axial direction (see Application of adaptive systems on machine tools with programmed control. - M .: NIIIMash, 1974, p. 27 -29).

Недостатком устройства является то, что оно имеет недостаточные функциональные возможности, т. к. не предназначено для настройки вращающегося инструмента. The disadvantage of this device is that it has insufficient functionality, because it is not intended for tuning a rotating tool.

Наиболее близким к предлагаемому решению является приспособление для калибровки режущего инструмента, содержащее датчик положения режущего инструмента в системе координат станка, имеющий электронную схему (см. SU 659289, В 23 В 25/06, 1979). Closest to the proposed solution is a device for calibrating the cutting tool, containing a position sensor of the cutting tool in the coordinate system of the machine, having an electronic circuit (see SU 659289, 23 V 25/06, 1979).

Однако данное устройство позволяет устанавливать инструмент только по двум координатам, а также не учитывает реальное крепление инструмента в шпинделе и его биения относительно реальной оси вращения при обработке, что снижает точность калибровки. However, this device allows you to set the tool in only two coordinates, and also does not take into account the actual fastening of the tool in the spindle and its runout relative to the real axis of rotation during processing, which reduces the accuracy of calibration.

Задачей настоящего технического решения является повышение точности и расширение функциональных возможностей приспособления за счет обеспечения многокоординатной калибровки режущего инструмента, в том числе и вращающегося. The objective of this technical solution is to increase the accuracy and expand the functionality of the device by providing multi-coordinate calibration of the cutting tool, including the rotating one.

Поставленная задача решается тем, что в приспособлении для калибровки режущего инструмента, содержащем датчик положения режущего инструмента в системе координат станка, имеющий электронную схему, согласно изобретению датчик выполнен в виде не менее двух взаимно-перпендикулярных роликов, каждый из которых размещен на двух парах опор, жестко закрепленных на основании, имеющем базовые плоскости, и обеспечивающих электрический контакт с роликами, при этом схема предназначена для регистрации наличия электрического контакта роликов с кромками режущего инструмента или наличия каждого из контактов роликов с опорами, причем ролики выполнены подпружиненными в направлении одной из координатных осей с возможностью отхода от одной или нескольких опор. The problem is solved in that in the device for calibrating the cutting tool containing the position sensor of the cutting tool in the coordinate system of the machine, having an electronic circuit, according to the invention, the sensor is made in the form of at least two mutually perpendicular rollers, each of which is placed on two pairs of supports, rigidly mounted on a base having base planes and providing electrical contact with the rollers, the circuit is designed to detect the presence of electric contact of the rollers with the chrome by cutting tools or the presence of each of the contacts of the rollers with the supports, the rollers being spring-loaded in the direction of one of the coordinate axes with the possibility of moving away from one or more supports.

Техническое решение поясняется чертежом, на котором показано предлагаемое приспособление, где 1, 2, 3 - ролики; 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 - опоры роликов, выполняющие функцию электрических контактов (далее контакты); 16, 17, 18 - пружины; 19, 20, 21 - регулировочные винты пружин; 22 - режущий инструмент; 23 - основание с тремя взаимно перпендикулярными базовыми плоскостями; 24 - электрический провод, соединяющий контакты и электронную схему для регистрации наличия или пропадания каждого из контактов (схема не показана на чертеже). The technical solution is illustrated by the drawing, which shows the proposed device, where 1, 2, 3 - rollers; 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 - roller bearings that perform the function of electrical contacts (hereinafter contacts); 16, 17, 18 - springs; 19, 20, 21 - adjusting screws of the springs; 22 - cutting tool; 23 - base with three mutually perpendicular base planes; 24 - an electric wire connecting the contacts and the electronic circuit for recording the presence or disappearance of each of the contacts (the circuit is not shown in the drawing).

Приспособление состоит из трех роликов 1-3, расположенных на основании 23. Основание содержит взаимно перпендикулярные прецизионно изготовленные базовые плоскости. Положение роликов 1-3 однозначно определено по отношению к основанию с помощью попарных опор, жестко закрепленных на основании. Ролики 1 и 3 параллельны друг другу и расположены перпендикулярно ролику 2. Каждый ролик поджимается пружиной соответственно 16, 17, 18 к двум парам контактов 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, при этом ролик 2 поджимается пружиной 17 в направлении "+Z" (в системе координат, показанной на чертеже), ролик 3 поджимается пружиной 18 в направлении "+Х", а ролик 1 - пружиной 16 в направлении "-X". Пружины 16 -18 снабжены винтами 19 - 21 для регулировки усилия прижима роликов к парам опор - электрических контактов 4 -15. Последние соединены проводом 24 в электрическую цепь для подключения к электронной схеме для регистрации наличия или пропадания каждого из контактов, например к электрическому датчику ТМ. The device consists of three rollers 1-3, located on the base 23. The base contains mutually perpendicular precision manufactured base planes. The position of the rollers 1-3 is uniquely determined with respect to the base using pairwise supports rigidly fixed to the base. The rollers 1 and 3 are parallel to each other and are perpendicular to the roller 2. Each roller is spring-loaded 16, 17, 18, respectively, to two pairs of contacts 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 , while the roller 2 is pressed by the spring 17 in the "+ Z" direction (in the coordinate system shown in the drawing), the roller 3 is pressed by the spring 18 in the "+ X" direction, and the roller 1 - by the spring 16 in the "-X" direction. The springs 16-18 are provided with screws 19-21 for adjusting the pressure force of the rollers to the pairs of bearings - electrical contacts 4-15. The latter are connected by a wire 24 to an electric circuit for connection to an electronic circuit for detecting the presence or disappearance of each of the contacts, for example, to an electric TM sensor.

Принцип работы заключается в следующем. Приспособление обеспечивает регистрацию касания цилиндрических поверхностей роликов 1, 2, 3 режущим инструментом 7 (или щупом). В момент касания ролика режущей кромкой инструмента 7 происходит либо отрыв ролика от одного или более контакта 4-15, при этом возникает электрический контакт между режущей кромкой инструмента и поверхностью ролика, либо нарушается электрическая цепь, замкнутая через электрический датчик ТМ. После отхода инструмента от ролика пружина 16, 17 или 18 обеспечивает возврат ролика в прежнее положение. Конструкция приспособления обеспечивает целостность режущей кромки инструмента после проведения его калибровки за счет легкого отхода роликов от контактов в случае несрабатывания токового касания. Регулировка чувствительности к касанию производится с помощью винтов 19, 20, 21. Приспособление устанавливается на специальной стойке в центре рабочей зоны ТМ и подключается к электрическому датчику касания ТМ. Процесс калибровки режущего инструмента осуществляется с помощью специального программного обеспечения (ПО), входящего в состав ТМ. В момент касания ролика режущей кромкой инструмента 22 ПО определяет и запоминает координаты данного положения режущего инструмента. Сначала производится базирование приспособления щупом, т.е. определение его положения в рабочей зоне ТМ. Для калибровки режущего инструмента производятся касания цилиндрических поверхностей роликов в нескольких местах в направлениях, противоположных направлениям прижима роликов соответствующими пружинами. После сбора точек производится расчет и определение параметров режущего инструмента: для сферической фрезы - диаметра и центра, для цилиндрической фрезы - диаметра, радиуса скругления, направления оси и точки пересечения оси фрезы с ее нижним торцом. ПО позволяет также производить калибровку самого приспособления для уточнения параметров роликов 1-3 и их расположения по отношению друг к другу и к базовой плоскости 23. The principle of operation is as follows. The device provides registration of the contact of the cylindrical surfaces of the rollers 1, 2, 3 with a cutting tool 7 (or a probe). When the roller touches the cutting edge of the tool 7, the roller either breaks off from one or more contacts 4-15, and an electric contact arises between the cutting edge of the tool and the surface of the roller, or the electrical circuit closed through the TM electric sensor is broken. After the tool moves away from the roller, the spring 16, 17 or 18 ensures that the roller returns to its previous position. The design of the device ensures the integrity of the cutting edge of the tool after calibration due to the easy departure of the rollers from the contacts in case of failure of the current touch. Sensitivity to touch is adjusted using screws 19, 20, 21. The device is installed on a special stand in the center of the TM working area and connected to the TM electric touch sensor. The calibration process of the cutting tool is carried out using special software (software), which is part of the TM. When the roller touches the cutting edge of the tool 22, the software determines and stores the coordinates of the given position of the cutting tool. First, the device is based on the probe, i.e. determination of its position in the working area of the TM. To calibrate the cutting tool, the cylindrical surfaces of the rollers are touched in several places in the directions opposite to the directions of the pressure of the rollers with the corresponding springs. After collecting the points, the calculation and determination of the parameters of the cutting tool are performed: for a spherical cutter - diameter and center, for a cylindrical cutter - diameter, rounding radius, axis direction and the intersection point of the cutter axis with its lower end. The software also allows you to calibrate the device itself to clarify the parameters of the rollers 1-3 and their location in relation to each other and to the base plane 23.

Claims

A device for calibrating a cutting tool, comprising a position sensor of the cutting tool in the coordinate system of the machine, having an electronic circuit, characterized in that the sensor is made in the form of at least two mutually perpendicular rollers, each of which is placed on two pairs of supports, rigidly mounted on a base having base planes, and providing electrical contact with the rollers, while the circuit is designed to detect the presence of electrical contact of the rollers with the edges of the cutting tool or the presence of each of the contacts of the rollers with the supports, the rollers being spring-loaded in the direction of one of the coordinate axes with the possibility of moving away from one or more supports.