RU2293010C2 - Apparatus for enhancing accuracy of turning non-round parts - Google Patents
Apparatus for enhancing accuracy of turning non-round parts Download PDFInfo
- Publication number
- RU2293010C2 RU2293010C2 RU2004104738/02A RU2004104738A RU2293010C2 RU 2293010 C2 RU2293010 C2 RU 2293010C2 RU 2004104738/02 A RU2004104738/02 A RU 2004104738/02A RU 2004104738 A RU2004104738 A RU 2004104738A RU 2293010 C2 RU2293010 C2 RU 2293010C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- adder
- sensor
- turning
- Prior art date
Links
Landscapes
- Numerical Control (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое устройство относится к электротехнике, точнее к электроприводу, и может быть использовано для повышения точности токарной обработки серийных некруглых деталей.The proposed device relates to electrical engineering, more specifically to an electric drive, and can be used to improve the accuracy of turning serial non-circular parts.
Известно устройство для управления электроприводом режущего инструмента при токарной обработке, предназначенное для компенсации погрешностей изначальной некруглости на деталях (On-Line Roundness Error Compensation Vja P-Integrator Learning Control / C.J.Li, S.Y.Li // Trans. ASM. J.Erg. Ind.-1992.-114, N4. - c.476-480. - англ. Р.Ж. N2, 1994 г.), состоящее из измерителя смещения резца в направлении глубины резания, обучающего контроллера и сервопривода резца, смещающего инструмент под управлением контроллера в направлении глубины резания в функции угла поворота детали. Обучающая система в устройстве использует принцип Р-интегратора, обеспечивая устранение периодических составляющих некруглости детали от оборота к обороту. Известное устройство имеет недостатки. Устранение периодических составляющих некруглости от оборота к обороту известным устройством возможно лишь при точении круглых деталей, неизменной изначальной некруглости по всей длине детали и отсутствии каких-либо других воздействий периодического характера. При точении некруглых деталей типа поршней, объемных копиров, кулачков, деталей с радиальными отверстиями, продольными канавками и т.д. на электропривод резца по всей длине детали оказывают переменное воздействие заданный сигнал управления и возмущение со стороны детали, даже в пределах ее одного оборота. Поэтому система с самообучением от оборота к обороту детали в этих случаях работает с заметными ошибками формообразования.A device for controlling the electric drive of a cutting tool during turning is designed to compensate for the errors of the original non-circularity on the parts (On-Line Roundness Error Compensation Vja P-Integrator Learning Control / CJLi, SYLi // Trans. ASM. J. Erg. Ind. -1992.-114, N4. - p. 476-480. - English R.Zh. N2, 1994), consisting of a tool displacement meter in the direction of the cutting depth, a training controller and a servo tool that biases the tool under the control of the controller in the direction of the depth of cut as a function of the angle of rotation of the part. The training system in the device uses the principle of the P-integrator, ensuring the elimination of the periodic components of the non-circularity of the part from revolution to revolution. The known device has disadvantages. The elimination of the periodic components of non-circularity from revolution to revolution by a known device is possible only with the turning of round parts, the initial initial circularity along the entire length of the part, and the absence of any other effects of a periodic nature. When turning non-circular parts such as pistons, volume copiers, cams, parts with radial holes, longitudinal grooves, etc. on the electric drive of the cutter along the entire length of the part, a predetermined control signal and a disturbance from the part of the part, even within its one revolution, exert an alternating effect. Therefore, a system with self-training from turnover to turnover of the part in these cases works with noticeable errors in the formation.
Известно также устройство автоматического управления точностью токарного станка, патент РФ N 2130826, Б.И. N15, 1999 г. (прототип), содержащее механизм принудительных колебаний режущего инструмента в направлении глубины резания, датчик перемещения оси детали в направлении глубины резания, датчик перемещения режущего инструмента в направлении глубины резания, датчик угла поворота шпинделя и предназначенное для повышения точности токарной обработки посредством управления механизмом принудительных колебаний режущего инструмента в функции выходных сигналов датчиков указанных координат.A device for automatic precision control of a lathe is also known, RF patent N 2130826, B.I. N15, 1999 (prototype), comprising a mechanism for forced vibrations of the cutting tool in the direction of cutting depth, a sensor for moving the axis of the part in the direction of cutting depth, a sensor for moving the cutting tool in the direction of cutting depth, a sensor for turning the spindle and designed to increase the accuracy of turning by controlling the mechanism of forced oscillations of the cutting tool as a function of the output signals of the sensors of the specified coordinates.
Упомянутое устройство предназначено для точения круглых деталей при компенсации с помощью механизма принудительных колебаний режущего инструмента погрешностей от основной гармоники траектории перемещения оси шпинделя в направлении глубины резания.The said device is intended for turning round parts during compensation by the mechanism of forced vibrations of the cutting tool of errors from the main harmonic of the trajectory of movement of the spindle axis in the direction of the depth of cut.
При точении некруглых деталей типа поршней, объемных копиров, кулачков, деталей с радиальными отверстиями, продольными канавками и т.д. на привод режущего инструмента, даже в пределах одного оборота, оказывает воздействие широкий спектр возмущений со стороны задания формы детали и со стороны детали, а спектральный состав траектории перемещения оси детали в направлении глубины резания при этом не является моногармоническим. Поэтому упомянутое устройство, примененное при точении любого из указанных типов деталей, работает с ошибками формообразования, повторяющимися от детали к детали.When turning non-circular parts such as pistons, volume copiers, cams, parts with radial holes, longitudinal grooves, etc. the drive of the cutting tool, even within one revolution, is affected by a wide range of perturbations from the side of specifying the shape of the part and from the side of the part, and the spectral composition of the path of movement of the axis of the part in the direction of the depth of cut is not monoharmonic. Therefore, the aforementioned device, used when turning any of the indicated types of parts, works with shaping errors that are repeated from part to part.
Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в существенном снижении ошибок формообразования указанных типов деталей. Этого снижения для деталей одного типа можно достигнуть посредством выявления ошибок при точении предыдущей детали и устранения систематической составляющей выявленных ошибок на последующих деталях.The technical problem solved by the invention is to significantly reduce the formation errors of these types of parts. This reduction for parts of the same type can be achieved by identifying errors when turning the previous part and eliminating the systematic component of the detected errors on subsequent parts.
Поставленная задача решается тем, что известное устройство, содержащее электропривод перемещения режущего инструмента в направлении глубины резания, датчик перемещения режущего инструмента в направлении глубины резания, датчик угла поворота шпинделя, датчик перемещения оси детали в направлении глубины резания, дополнительно снабжено датчиком продольного перемещения режущего инструмента, датчиком угловой скорости вращения детали, блоком задания формы детали, последовательно соединенным через первый вход первого сумматора со входом электропривода перемещения режущего инструмента в направлении глубины резания, вторым и третьим сумматорами, первым, вторым, третьим, четвертым, пятым буферными регистрами, а также запоминающим устройством, причем выход датчика угла поворота шпинделя соединен с младшими разрядами входа блока задания формы детали, выход датчика продольного перемещения режущего инструмента соединен со старшими разрядами входа блока задания формы детали, вход блока задания формы детали соединен со входом первого буферного регистра и одновременно, через первый вход третьего сумматора со входом третьего буферного регистра, выходы первого и третьего буферных регистров соединены с адресным входом запоминающего устройства, шина данных которого одновременно соединена со входами второго, четвертого буферных регистров и выходом пятого буферного регистра, вход которого подключен к выходу второго сумматора, первый вход второго сумматора подключен к выходу блока задания формы детали, второй вход второго сумматора соединен с выходом датчика перемещения режущего инструмента в направлении глубины резания, третий вход второго сумматора соединен с выходом датчика перемещения оси детали в направлении глубины резания, четвертый вход второго сумматора соединен с выходом четвертого буферного регистра, выход второго буферного регистра подключен ко второму входу первого сумматора, а выход датчика угловой скорости вращения детали соединен со вторым входом третьего сумматора.The problem is solved in that the known device containing an electric drive for moving the cutting tool in the direction of cutting depth, a sensor for moving the cutting tool in the direction of cutting depth, a sensor for the rotation angle of the spindle, a sensor for moving the axis of the part in the direction of cutting depth, is additionally equipped with a sensor for longitudinal movement of the cutting tool, the sensor of the angular velocity of rotation of the part, the unit for setting the shape of the part, connected in series through the first input of the first adder to electric drives for moving the cutting tool in the direction of the cutting depth, second and third adders, first, second, third, fourth, fifth buffer registers, as well as a storage device, the output of the spindle angle sensor is connected to the lower bits of the input of the part shape setting unit, the sensor output is longitudinal the movement of the cutting tool is connected to the senior bits of the input of the part shape setting unit, the input of the part shape setting unit is connected to the input of the first buffer register and simultaneously, through the first input of the third adder with the input of the third buffer register, the outputs of the first and third buffer registers are connected to the address input of the storage device, the data bus of which is simultaneously connected to the inputs of the second, fourth buffer registers and the output of the fifth buffer register, the input of which is connected to the output of the second adder, the first the input of the second adder is connected to the output of the part shape setting unit, the second input of the second adder is connected to the output of the cutting tool displacement sensor in the direction of cutting bins, the third input of the second adder is connected to the output of the component axis displacement sensor in the direction of the cutting depth, the fourth input of the second adder is connected to the output of the fourth buffer register, the output of the second buffer register is connected to the second input of the first adder, and the output of the component angular rotation speed sensor is connected to the second input of the third adder.
На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.The drawing shows a structural diagram of the proposed device.
Предлагаемое устройство содержит электропривод 1 перемещения режущего инструмента 2 в направлении глубины резания, датчик 3 перемещения режущего инструмента 2 в направлении глубины резания, датчик 4 угла поворота шпинделя, датчик 5 перемещения оси детали 6 в направлении глубины резания. Кроме того, оно снабжено датчиком 7 продольного перемещения режущего инструмента 2, датчиком 8 угловой скорости вращения детали, блоком 9 задания формы детали, последовательно соединенным через первый вход первого сумматора 10 со входом электропривода 1 перемещения режущего инструмента 2 в направлении глубины резания, вторым 11 и третьим 12 сумматорами, первым 13, вторым 14, третьим 15, четвертым 16, пятым 17 буферными регистрами, а также запоминающим устройством 18, причем выход датчика 4 угла поворота шпинделя соединен с младшими разрядами входа блока 9 задания формы детали, выход датчика 7 продольного перемещения режущего инструмента 2 соединен со старшими разрядами входа блока 9 задания формы детали, вход блока 9 задания формы детали соединен со входом первого буферного регистра 13 и одновременно через первый вход третьего сумматора 12 со входом третьего буферного регистра 15, выходы первого 13 и третьего 15 буферных регистров соединены с адресным входом запоминающего устройства 18, шина данных которого одновременно соединена со входами второго 14, четвертого 16 буферных регистров и выходом пятого буферного регистра 17, вход которого подключен к выходу второго сумматора 11, первый вход второго сумматора 11 подключен к выходу блока 9 задания формы детали, второй вход второго сумматора 11 соединен с выходом датчика 3 перемещения режущего инструмента 2 в направлении глубины резания, третий вход второго сумматора 11 соединен с выходом датчика 5 перемещения оси детали в направлении глубины резания, четвертый вход второго сумматора 11 соединен с выходом четвертого буферного регистра 16, выход второго буферного регистра 14 подключен ко второму входу первого сумматора 10, а выход датчика 8 угловой скорости вращения детали соединен со вторым входом третьего сумматора 12.The proposed device comprises an electric drive 1 for moving the cutting tool 2 in the direction of the depth of cut, a sensor 3 for moving the cutting tool 2 in the direction of the depth of cut, a sensor 4 for the angle of rotation of the spindle, a sensor 5 for moving the axis of the workpiece 6 in the direction of the depth of cut. In addition, it is equipped with a sensor 7 for the longitudinal movement of the cutting tool 2, a sensor 8 for the angular velocity of rotation of the part, a unit 9 for specifying the shape of the part, connected in series through the first input of the first adder 10 to the input of the drive 1 for moving the cutting tool 2 in the direction of the depth of cut, the second 11 and third 12 adders, first 13, second 14, third 15, fourth 16, fifth 17 buffer registers, as well as storage device 18, and the output of the sensor 4 of the angle of rotation of the spindle is connected to the lower bits of the input ka 9 specifying the shape of the part, the output of the sensor 7 for the longitudinal movement of the cutting tool 2 is connected to the senior bits of the input of the block 9 specifying the shape of the part, the input of the block 9 specifying the shape of the part is connected to the input of the first buffer register 13 and simultaneously through the first input of the third adder 12 with the input of the third buffer register 15, the outputs of the first 13 and third 15 buffer registers are connected to the address input of the storage device 18, the data bus of which is simultaneously connected to the inputs of the second 14, fourth 16 buffer registers and the output m of the fifth buffer register 17, the input of which is connected to the output of the second adder 11, the first input of the second adder 11 is connected to the output of the part shape setting unit 9, the second input of the second adder 11 is connected to the output of the sensor 3 for moving the cutting tool 2 in the direction of the depth of cut, the third input the second adder 11 is connected to the output of the component axis displacement sensor 5 in the direction of the depth of cut, the fourth input of the second adder 11 is connected to the output of the fourth buffer register 16, the output of the second buffer register 14 is connected to oromu input of the first adder 10, and the angular velocity sensor output parts 8 is connected to a second input of the third adder 12.
Устройство работает следующим образом. Сигнал задания формы, соответствующий чертежу наружной поверхности детали, формируется на выходе блока 9 задания формы детали в функциональной зависимости от выходных сигналов датчика 7 продольного перемещения режущего инструмента 2 и датчика 4 угла поворота шпинделя. Эти сигналы подаются, соответственно, на старшие и младшие разряды входа блока 9 задания формы детали.The device operates as follows. The signal for specifying the shape corresponding to the drawing of the outer surface of the part is generated at the output of the block 9 for specifying the form of the part, depending on the output signals of the sensor 7 for the longitudinal movement of the cutting tool 2 and the sensor 4 of the spindle angle. These signals are supplied, respectively, to the upper and lower digits of the input of the unit 9 for specifying the shape of the part.
При точении очередной детали к выходному сигналу блока 9 задания формы детали в первом сумматоре 10 прибавляется корректирующий сигнал с выхода второго буферного регистра 14, сформированный в запоминающем устройстве 18 при точении предыдущей детали. Этот корректирующий сигнал направлен на снижение ошибок формообразования, вызываемых ограниченным быстродействием электропривода перемещения режущего инструмента и перемещениями оси детали в направлении глубины резания.When turning the next part, the correction signal from the output of the second buffer register 14, formed in the storage device 18 when turning the previous part, is added to the output signal of the part shape setting unit 9 in the first adder 10. This correction signal is aimed at reducing shaping errors caused by the limited speed of the electric drive moving the cutting tool and moving the axis of the part in the direction of the depth of cut.
При точении первой детали корректирующий сигнал равен нулю.When turning the first part, the correction signal is zero.
Считывание текущего значения корректирующего сигнала с запоминающего устройства 18 и передача его с шины данных последнего на выход второго буферного регистра 14 происходит одновременно с передачей со входа первого буферного регистра 13 на его выход текущего значения адреса адресного пространства, формируемого выходными сигналами датчика 4 угла поворота шпинделя и датчика 7 продольного перемещения режущего инструмента.Reading the current value of the correction signal from the storage device 18 and transferring it from the data bus of the latter to the output of the second buffer register 14 occurs simultaneously with the transfer from the input of the first buffer register 13 to its output of the current value of the address of the address space generated by the output signals of the spindle angle sensor 4 and sensor 7 longitudinal movement of the cutting tool.
В последующий момент времени по более раннему, чем текущий, адресу через третий буферный регистр 15 происходит считывание находящихся в памяти запоминающего устройства 18 данных и передача их с шины данных на выход четвертого буферного регистра 16. Смещение адреса в сторону более раннего осуществляется на третьем сумматоре 12, пропорцианально выходному сигналу датчика 8 угловой скорости вращения детали.At a subsequent point in time at an address earlier than the current address, through the third buffer register 15, data stored in the memory of the memory device 18 is read and transferred from the data bus to the output of the fourth buffer register 16. The address is shifted to the earlier one at the third adder 12 , proportional to the output of the sensor 8 of the angular velocity of rotation of the part.
И, наконец, на последнем временном интервале по указанному выше более раннему, чем текущий, адресу в запоминающее устройство 18 с выхода второго сумматора 11 через пятый буферный регистр 17 записывается значение корректирующего сигнала для последующей детали.And, finally, at the last time interval at the above address earlier than the current address, the value of the correction signal for the next part is written to the memory 18 from the output of the second adder 11 through the fifth buffer register 17.
Описанная процедура в виде трех последовательных временных интервалов управления элементами структурной схемы, представленной на чертеже, повторяется на каждом адресе адресного пространства, описывающего поверхность детали в блоке 9 задания формы.The described procedure in the form of three consecutive time intervals for controlling the elements of the structural diagram shown in the drawing is repeated at each address of the address space that describes the surface of the part in block 9 of the form setting.
Таким образом, по окончании точения очередной детали в запоминающем устройстве 18 по всем адресам адресного пространства будут записаны значения корректирующего сигнала, которые будут использованы при точении следующей детали. При этом собственно значения корректирующего сигнала по каждому адресу определены в зависимости от текущих значений ошибок формы, выявленных в процессе точения и полученных на выходе второго сумматора 11 в виде суммы ошибки по положению режущего инструмента относительно выходного сигнала с блока 9 задания формы и величины перемещения оси детали в направлении глубины резания.Thus, at the end of turning the next part in the storage device 18, the values of the correction signal that will be used when turning the next part will be recorded at all addresses of the address space. In this case, the actual values of the correction signal at each address are determined depending on the current values of the shape errors detected during the turning process and received at the output of the second adder 11 as the sum of the errors in the position of the cutting tool relative to the output signal from the block 9 for setting the shape and magnitude of the movement of the part axis in the direction of the depth of cut.
Добавление корректирующего сигнала на первом сумматоре 10 снижает ошибки формообразования при точении очередной детали, а так как величина коректирующего сигнала учитывает ошибки, выявленные при точении предыдущей детали, то систематическая составляющая ошибок формы постепенно, от детали к детали, стремится к нулю.Adding a correction signal to the first adder 10 reduces the formation errors when turning the next part, and since the value of the correcting signal takes into account the errors identified during the turning of the previous part, the systematic component of the shape errors gradually tends to zero from the part to the part.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004104738/02A RU2293010C2 (en) | 2004-02-19 | 2004-02-19 | Apparatus for enhancing accuracy of turning non-round parts |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004104738/02A RU2293010C2 (en) | 2004-02-19 | 2004-02-19 | Apparatus for enhancing accuracy of turning non-round parts |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2004104738A RU2004104738A (en) | 2005-08-20 |
| RU2293010C2 true RU2293010C2 (en) | 2007-02-10 |
Family
ID=35845819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004104738/02A RU2293010C2 (en) | 2004-02-19 | 2004-02-19 | Apparatus for enhancing accuracy of turning non-round parts |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2293010C2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2457075C1 (en) * | 2011-04-21 | 2012-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВПО "НИУ "МЭИ") | Device for turning noncircular parts |
| RU2501637C2 (en) * | 2008-08-12 | 2013-12-20 | Й.Г. Вайссер Зёнэ ГмбХ & Ко. КГ | Machine tool for making noncircular parts |
| RU2541327C1 (en) * | 2013-11-05 | 2015-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВПО "НИУ "МЭИ") | Device for lathe machining of noncircular parts |
| RU2571801C1 (en) * | 2014-09-23 | 2015-12-20 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Device for lathe machining of noncircular parts |
-
2004
- 2004-02-19 RU RU2004104738/02A patent/RU2293010C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2501637C2 (en) * | 2008-08-12 | 2013-12-20 | Й.Г. Вайссер Зёнэ ГмбХ & Ко. КГ | Machine tool for making noncircular parts |
| RU2457075C1 (en) * | 2011-04-21 | 2012-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВПО "НИУ "МЭИ") | Device for turning noncircular parts |
| RU2541327C1 (en) * | 2013-11-05 | 2015-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВПО "НИУ "МЭИ") | Device for lathe machining of noncircular parts |
| RU2571801C1 (en) * | 2014-09-23 | 2015-12-20 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Device for lathe machining of noncircular parts |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2004104738A (en) | 2005-08-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4056542B2 (en) | Offline teaching device for robots | |
| CN101780649B (en) | Cutter detecting system and method | |
| US5153490A (en) | Numerical control apparatus of machines | |
| JPS6116568B2 (en) | ||
| US7612516B2 (en) | Measuring method and system for CNC machine | |
| CN1326005C (en) | Method and apparatus for controlling a machine tool | |
| RU2293010C2 (en) | Apparatus for enhancing accuracy of turning non-round parts | |
| KR102182826B1 (en) | Method for Compensating Vertical Angle Error by Thermal Deformation of Machine Tool and Numerical Control Apparatus | |
| JP2008041011A (en) | Position correcting method in machine tool | |
| JPH07124849A (en) | Correcting device for tool mounting position in machine tool and its correcting method | |
| JP2919754B2 (en) | Backlash measurement and correction device for spherical or circular surface machining | |
| CN108927533A (en) | The angle correction method and computer readable storage medium of rotary shaft | |
| JP2008225780A (en) | Backlash correction method for pivoting shaft in machine tool | |
| CN108972021A (en) | Lathe and stand-by time variation | |
| EP0451795A2 (en) | Numerical control unit with compensation for offset error | |
| RU2457075C1 (en) | Device for turning noncircular parts | |
| RU2393952C1 (en) | Device to increase turning precision | |
| RU2360779C1 (en) | Device to facilitate turning out-of-round parts | |
| JPH08263117A (en) | Backlash correcting device for numerically controlled machine tool | |
| JPH0464405B2 (en) | ||
| RU2571801C1 (en) | Device for lathe machining of noncircular parts | |
| JP2886253B2 (en) | Scale device used for error correction of drive system etc. in NC processing machine | |
| JPS6147653B2 (en) | ||
| JP2886219B2 (en) | Error correction device such as drive system in NC machine | |
| RU2223592C1 (en) | Two-channel electric drive |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090220 |