RU2386519C2 - Device for forecasting and control of accuracy of turning treatment of parts in equipment with numerical program control (npc) - Google Patents

Device for forecasting and control of accuracy of turning treatment of parts in equipment with numerical program control (npc) Download PDF

Info

Publication number
RU2386519C2
RU2386519C2 RU2008123472/02A RU2008123472A RU2386519C2 RU 2386519 C2 RU2386519 C2 RU 2386519C2 RU 2008123472/02 A RU2008123472/02 A RU 2008123472/02A RU 2008123472 A RU2008123472 A RU 2008123472A RU 2386519 C2 RU2386519 C2 RU 2386519C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
unit
output
input
control
accuracy
Prior art date
Application number
RU2008123472/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008123472A (en
Inventor
Виталий Семенович Титов (RU)
Виталий Семенович Титов
Максим Владимирович Бобырь (RU)
Максим Владимирович Бобырь
Анна Леонидовна Сибилева (RU)
Анна Леонидовна Сибилева
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Курский государственный технический университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Курский государственный технический университет filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Курский государственный технический университет
Priority to RU2008123472/02A priority Critical patent/RU2386519C2/en
Publication of RU2008123472A publication Critical patent/RU2008123472A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2386519C2 publication Critical patent/RU2386519C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
  • Numerical Control (AREA)
  • Automatic Control Of Machine Tools (AREA)

Abstract

FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: invention relates to machine-tool construction, in particular to the field of forecasting and control of accuracy of part surface turning treatment in equipment with numerical program control. Device includes actuating mechanisms, spindle, back and front mandrels, faceplate, cutter-holding block and cutter. It comprises marker of spindle rotation angle, unit of signal amplification, two optical detectors with digital code at the outlet, detector of position, unit of valves and computer. Computer includes a unit for introduction of disturbing effects, control unit of allowances, unit of part radius calculation, unit of subtraction, unit of reference dimensions recording, unit of precision coefficient introduction, unit of multiplication and summator. Two optical detectors with digital code at the outlet are connected to inlet of part radius calculation unit.
EFFECT: increased geometrical accuracy of part treatment.
4 dwg

Description

Изобретение относится к областям станкостроения, прогнозирования и последующего управления точностью обработки детали на оборудовании с числовым программным управлением (ЧПУ) и может применяться, в том числе, и в способах токарной обработки металлов резанием на высокоточном оборудовании.The invention relates to the fields of machine tools, forecasting and subsequent control of the accuracy of machining parts on equipment with numerical control (CNC) and can be applied, including in methods of turning metals by cutting on high-precision equipment.

Известно устройство автоматического управления точностью обработки на токарных многошпиндельных автоматах, содержащее датчики измерения размеров детали и положения шпинделей, узел настройки исходных корректировочных перемещений инструмента и орган коррекции его положения. К недостаткам этого устройства можно отнести сложность конструкции и то, что датчик, предназначенный для измерения размера обрабатываемой детали, контактный. Недостатком контактных датчиков является невысокая точность измерений, а также с течением времени при постоянном контакте с поверхностями контролируемых деталей происходит физическая и химическая деформация поверхностей щупов, что снижает достоверность получаемой информации [1].A device for automatically controlling the accuracy of processing on multi-spindle automatic lathes, comprising sensors for measuring the dimensions of the part and the position of the spindles, a node for adjusting the initial corrective movements of the tool and an organ for correcting its position. The disadvantages of this device include the complexity of the design and the fact that the sensor is designed to measure the size of the workpiece, contact. The disadvantage of contact sensors is the low accuracy of measurements, and over time, with constant contact with the surfaces of the controlled parts, physical and chemical deformation of the surfaces of the probes occurs, which reduces the reliability of the information received [1].

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство управления точность обработки деталей на высокоточном оборудовании с ЧПУ, включающее блок усиления сигнала, исполнительный механизм и резец. Недостатки этого устройства - при обработке детали не учитываются искажения формы детали, вызываемые изгибом под действием силы резания, и разброс размеров деталей при обработке партии заготовок. Так же устройство не позволяет моделировать процесс изготовления деталей [2].Closest to the invention in technical essence is a control device for precision machining of parts on high-precision CNC equipment, including a signal amplification unit, an actuator and a cutter. The disadvantages of this device - when processing parts are not taken into account distortion of the shape of the part caused by bending under the action of the cutting force, and the variation in the size of the parts when processing a batch of workpieces. Also, the device does not allow to simulate the manufacturing process of parts [2].

Технической задачей изобретения является повышение геометрической точности обработки детали путем прогнозирования точности обработанной поверхности детали до ее обработки на станке.An object of the invention is to increase the geometric accuracy of machining a part by predicting the accuracy of the machined surface of the part before machining it on the machine.

Поставленная задача решается тем, что в устройство, включающее исполнительные механизмы, шпиндель и заднюю бабку с центрами для установки в них обрабатываемой детали, переднюю бабку и установленную на ней планшайбу, резцедержательный блок и резец, вводятся отметчик угла поворота шпинделя, установленный на передней бабке, блок усиления сигнала, два оптических датчика с цифровым кодом на выходе, датчик положения на резцедержательном блоке, блок клапанов, оснащенный подводом гидравлического давления и соединенный гидравлической магистралью с цилиндрами резцедержательного блока и резца, и компьютер, имеющий блок введения возмущающих воздействий, управляющий блок допусков, блок расчета радиуса детали, блок вычитания, блок записи эталонных размеров, блок введения коэффициента уточнения, блок умножения и сумматор, при этом два оптических датчика с цифровым кодом на выходе подключены к входу блока расчета радиуса детали, а его выход соединен с входом блока вычитания, к которому подключены выходы блока записи эталонных размеров и управляющего блока допусков, выход блока вычитания соединен с входом блока умножения, а его выход и выходы блока введения возмущающих воздействий, блока записи эталонных размеров и блока введения коэффициента уточнения соединены с входами сумматора, выход которого соединен через усилительный блок с входом блока клапанов, к выходу усилительного блока подключен выход датчика положения, выход блока клапанов соединен с исполнительными механизмами, а выход датчика положения соединен с блоком усиления.The problem is solved in that in a device that includes actuators, a spindle and a tailstock with centers for installing the workpiece in them, a headstock and a faceplate mounted on it, a tool holder and a cutter, a spindle angle indicator mounted on the front headstock is introduced, signal amplification unit, two optical sensors with a digital code at the output, a position sensor on the tool holder, a valve block equipped with a hydraulic pressure supply and connected to a hydraulic master a cylinder with a tool holder and a tool, and a computer having a disturbance input unit, a tolerance control unit, a part radius calculation unit, a subtraction unit, a reference size recording unit, a refinement coefficient input unit, a multiplication unit and an adder, with two optical sensors with a digital code at the output is connected to the input of the part radius calculation unit, and its output is connected to the input of the subtraction unit, to which the outputs of the standard size recording unit and the tolerance control unit are connected, the output of the subtraction unit The unit is connected to the input of the multiplication unit, and its output and outputs of the disturbance introducing unit, the reference size recording unit and the refinement coefficient input unit are connected to the inputs of the adder, the output of which is connected through the amplifier unit to the valve block input, and the output of the position sensor is connected , the output of the valve block is connected to the actuators, and the output of the position sensor is connected to the amplification block.

Устройство прогнозирования и управления точностью токарной обработки деталей на оборудовании с числовым программным управлением (ЧПУ) (фиг.1) состоит из отметчика угла поворота шпинделя 1, передней бабки 2, шпинделя 3, детали 4, задней бабки 5, резцедержательного блока 6, резца 7, планшайбы 11, исполнительных механизмов 12, усилительного блока 19, блока клапанов 20 и датчика положения 21, которым снабжен резцедержательный блок, двух оптических датчиков с цифровым выходом 8 и 9, компьютера 10, содержащего блок введения возмущающих воздействий 13, управляющий блок допусков 14, блок расчета радиуса 15, блок вычитания 16, блок записи эталонных размеров 17, блок введения коэффициента уточнения 18, блок умножения 22 и сумматор 23.A device for predicting and controlling the accuracy of turning parts on numerically controlled equipment (CNC) (Fig. 1) consists of a rotation angle indicator for spindle 1, headstock 2, spindle 3, part 4, tailstock 5, tool holder 6, cutter 7 , plates 11, actuators 12, an amplification unit 19, a valve block 20 and a position sensor 21, which is equipped with a tool holder, two optical sensors with a digital output 8 and 9, a computer 10, containing a disturbance input unit 13, control The tolerance block 14, the radius calculation block 15, the subtraction block 16, the unit for recording the reference sizes 17, the block for introducing the refinement coefficient 18, the multiplication block 22, and the adder 23.

Связи в устройстве прогнозирования и управления точностью токарной обработки деталей на оборудовании с числовым программным управлением (ЧПУ) расположены в следующем порядке: отметчик угла поворота шпинделя 1 установлен на передней бабке 2 оборудования с ЧПУ и соединен с его шпинделем 3. Обрабатываемая деталь 4 устанавливается в центр шпинделя 3 и центр задней бабки 5. На резцедержательном блоке 6 устанавливается резец 7 и оптический датчик с цифровым кодом на выходе 9, который взаимодействует с боковой поверхностью планшайбы 11 передней бабки 2. Оптический датчик с цифровым кодом на выходе 8 снимает показания с обрабатываемой поверхности детали 4. Выходы двух оптических датчиков с цифровым кодом на выходе 8 и 9 соединены с входами блока расчета радиуса 15, выход которого соединен с входом блока вычитания 16. Также с входом блока вычитания 16 связаны выходы блока записи эталонных размеров 17 и управляющего блока допусков 14. Выход блока вычитания 16 соединен с входом блока умножения 22, а его выход и выходы блока введения возмущающих воздействий 13, блока записи эталонных размеров 17 и блока введения коэффициента уточнения 18 соединены с входами сумматора 23.The connections in the device for predicting and controlling the accuracy of turning parts on numerically controlled equipment (CNC) are arranged in the following order: the spindle angle indicator 1 is mounted on the headstock 2 of the CNC equipment and connected to its spindle 3. The workpiece 4 is installed in the center spindle 3 and the center of the tailstock 5. On the tool holder 6 is installed a cutter 7 and an optical sensor with a digital code at the output 9, which interacts with the side surface of the plate 11 of the front headstock ki 2. An optical sensor with a digital code at output 8 takes readings from the surface of the workpiece 4. The outputs of two optical sensors with a digital code at output 8 and 9 are connected to the inputs of the radius calculation block 15, the output of which is connected to the input of the subtraction unit 16. Also with the input of the subtraction unit 16 is connected to the outputs of the recording unit of the reference dimensions 17 and the control unit of tolerances 14. The output of the subtraction block 16 is connected to the input of the multiplication unit 22, and its output and the outputs of the disturbance input unit 13, the recording unit of the reference sizes 17 and How to introduce the refinement coefficient 18 are connected to the inputs of the adder 23.

Блок введения возмущающих воздействий 13, управляющий блок допусков 14, блок расчета радиуса 15, блок вычитания 16, блок записи эталонных размеров 17, блок введения коэффициента уточнения 18, блок умножения 22, сумматор 23 входят в состав компьютера 10, выход сигнала с компьютера 10 является выходом сумматора 23, который соединен через усилительный блок 19 с входом блока клапанов 20. К выходу усилительного блока 19 подключен выход датчика положения 21. Выход блока клапанов 20 соединен с исполнительными механизмами 12. Резцедержательный блок 6 может оснащаться датчиком 21, обеспечивающим вспомогательный контур регулирования, замыкающийся через блок усиления 19.The block of introduction of disturbances 13, the control block of tolerances 14, the block for calculating the radius 15, the subtraction block 16, the recording unit of the reference sizes 17, the block for introducing the refinement coefficient 18, the multiplication block 22, the adder 23 are part of the computer 10, the signal output from computer 10 the output of the adder 23, which is connected through the amplifier block 19 to the input of the valve block 20. To the output of the amplifier block 19 is connected the output of the position sensor 21. The output of the valve block 20 is connected to the actuators 12. The compression block 6 can equip sensor 21, providing an auxiliary control loop that closes through the amplification unit 19.

Устройство прогнозирования и управления точностью токарной обработки деталей на оборудовании с числовым программным управлением (ЧПУ) работает по двум алгоритмам: обработка эталонной детали и обработка партии деталей.The device for predicting and controlling the accuracy of turning parts on equipment with numerical control (CNC) works according to two algorithms: processing a reference part and processing a batch of parts.

Управляющая схема устройства прогнозирования и управления точностью токарной обработки деталей на оборудовании с числовым программным управлением (ЧПУ) для обработки эталонной детали представлена на фиг.2. Принцип ее работы следующий.The control circuit of the device for predicting and controlling the accuracy of turning parts on equipment with numerical control (CNC) for processing the reference part is presented in figure 2. The principle of her work is as follows.

Перед началом обработки в блок введения возмущающих воздействий 13, входящего в состав компьютера 10, записывается величинаBefore starting processing in the block introducing disturbances 13, which is part of the computer 10, the value is written

Figure 00000001
Figure 00000001

где Py - сила резания; V - скорость резания; S - подача; t - глубина резания; JA - стандартная жесткость передней бабки; JБ - стандартная жесткость задней бабки (значения JA, JБ берутся из паспорта станка); x - расстояние от передней бабки до произвольной точки на детали; L - длина детали; D - диаметр детали; αt - температурный коэффициент линейного расширения; Со - коэффициент, характеризующий условие обработки; В - вылет резца; Fp - площадь сечения резца; δв - предел прочности обрабатываемого материала; ts - время, затраченное на отвод инструмента, VS - скорость съема припуска; t - время изменения контролируемого размера, V - скорость изменения контролируемого размера; tu - время изменения измерительного сигнала, Vu - скорость изменения измерительного сигнала прогнозируемых возмущающих воздействий ε', определяемая по формуле (1).where P y is the cutting force; V is the cutting speed; S - feed; t is the depth of cut; J A - standard stiffness of the headstock; J B - standard stiffness of the tailstock (values J A , J B are taken from the machine passport); x is the distance from the headstock to an arbitrary point on the part; L is the length of the part; D is the diameter of the part; α t is the temperature coefficient of linear expansion; With about the coefficient characterizing the processing condition; In - a departure of a cutter; F p is the cross-sectional area of the cutter; δ in - the tensile strength of the processed material; t s - time spent on tool retraction, V S - stock removal speed; t - time of change of the controlled size, V - speed of change of the controlled size; t u is the time of change of the measuring signal, V u is the rate of change of the measuring signal of the predicted perturbations ε ', determined by the formula (1).

В управляющий блок допусков 14 вводятся размеры обрабатываемой детали 4 и допуск на размер (определяется из рабочего чертежа детали, ⌀

Figure 00000002
. The dimensions of the workpiece 4 and the size tolerance (determined from the working drawing of the part, ⌀
Figure 00000002
.

Затем производится регулировка зазоров между оптическим датчиком с цифровым кодом на выходе 9 и поверхностью планшайбы 11 и оптическим датчиком с цифровым кодом на выходе 8 и поверхностью детали 4. В процессе выполнения прохода производится снятие показаний с двух оптических датчиков с цифровым кодом на выходе 8 и 9 по всей длине детали через установленные промежутки времени t, которые определяются с помощью отметчика угла поворота 1. На фиг.4 приведен пример обработки поверхности детали

Figure 00000003
и длиной l. Данные снимаются через промежутки времени t. Таким образом, формируется профиль детали.Then, the gaps are adjusted between the optical sensor with a digital code at the output 9 and the face of the faceplate 11 and the optical sensor with a digital code at the output 8 and the surface of the part 4. During the passage, the readings are taken from two optical sensors with a digital code at the output 8 and 9 along the entire length of the part at set intervals of time t, which are determined using the angle indicator 1. Figure 4 shows an example of processing the surface of the part
Figure 00000003
and length l. Data is taken at time intervals t. Thus, a part profile is formed.

Данные в цифровом коде передаются на компьютер 10 в блок расчета радиуса 15. В процессе обработки проводится измерение смещения шпиндельного узла 3 с помощью оптического датчика с цифровым кодом на выходе 9 и смещения детали с помощью оптического датчика с цифровым кодом на выходе 8, через заданные промежутки времени t, определяемые с помощью отметчика угла поворота 1. Сигнал о начале работы на блок 1 поступает из компьютера 10, а затем на оптические датчики с цифровым кодом на выходе 8 и 9. От двух оптических датчиков с цифровым кодом на выходе 8 и 9 через установленные интервалы времени t снимаются сигналы (x1n, x2n), которые поступают на компьютер 10, где в режиме реального времени в блоке расчета радиуса 15 по формуле (2) производится расчет радиуса детали.The data in digital code is transmitted to computer 10 to the radius calculation unit 15. During processing, the displacement of the spindle assembly 3 is measured using an optical sensor with a digital code at output 9 and the part offset using an optical sensor with a digital code at output 8, at specified intervals time t, determined using the angle indicator 1. The signal about the start of work on the unit 1 comes from the computer 10, and then to the optical sensors with a digital code at the output 8 and 9. From two optical sensors with a digital code at the output 8 and 9 at the set time intervals t, signals (x 1n , x 2n ) are taken, which are sent to the computer 10, where the radius of the part is calculated in real-time in the block for calculating radius 15 using formula (2).

Радиус детали с учетом воздействия возмущающих погрешностей, вызванных изгибом под действием силы резания в результате теплового смещения оси шпинделя и самой детали в любой точке по ее длине, определяется по формуле:The radius of the part, taking into account the effect of disturbing errors caused by bending under the action of the cutting force as a result of thermal displacement of the axis of the spindle and the part itself at any point along its length, is determined by the formula:

Figure 00000004
Figure 00000004

где i - количество контрольных точек, снимаемых через промежутки времени t; Dn - диаметр обрабатываемой поверхности детали; (±x1n) - смещение детали от заданного значения (сигнал определяется с помощью оптического датчика с цифровым кодом на выходе 8, знак зависит от направления смещения); (±x2n) - смещение детали в результате прогиба и/или тепловых деформаций шпиндельного блока 3 (сигнал определяется с помощью оптического датчика с цифровым кодом на выходе 9, знак зависит от направления смещения). Рассчитанное значение радиуса Ri хранится в блоке расчета радиуса 15.where i is the number of control points taken at time intervals t; D n - diameter of the workpiece surface; (± x 1n ) - part offset from the set value (the signal is determined using an optical sensor with a digital code at output 8, the sign depends on the direction of the offset); (± x 2n ) is the displacement of the part as a result of deflection and / or thermal deformation of the spindle unit 3 (the signal is determined using an optical sensor with a digital code at output 9, the sign depends on the direction of displacement). The calculated value of the radius R i is stored in the block for calculating the radius 15.

Затем, учитывая суммарное значение возмущающих воздействий, действующих на деталь 4 при прохождении резца 7 по ее поверхности в реальном времени, в компьютере производится коррекция и вырабатывается сигнал для ее устранения.Then, taking into account the total value of the disturbing effects acting on the part 4 when the cutter 7 passes along its surface in real time, a correction is made in the computer and a signal is generated to eliminate it.

При этом в режиме реального времени в блоке вычитания 16 происходит сравнение полученного размера детали из блока расчета радиуса 15, определенного по формуле (2) - Ri, с заданными размерами детали Rз, записанными в управляющий блок допусков 14. Если размер не выходит за установленные поля допуска, то он считается эталонным, а из блока вычитания 16 производится запись размера в блок записи эталонных размеров 17. Если размер выходит за рамки допустимого предела, то в блоке вычитания 16 вырабатывается сигнал коррекции - σ=Rз-Ri (фиг.4), то есть разность между заданным размером (блок записи эталонных размеров 17) и полученным из блока расчета радиуса 15. При следующей отработке детали в этом месте, где размер выходил за поле допуска, сигнал коррекции σ из блока записи эталонных размеров 17 передается посредством усилительного блока 19 и блока клапанов 20 на исполнительные механизмы 12 и, таким образом, производится коррекция на величину σ. Когда все размеры, определенные в блоке расчета радиуса 15, не выходят за предел требуемого поля допуска, деталь считается эталонной. Размеры радиуса в заданных точках хранятся в блоке записи эталонных размеров 17.In this case, in real time, in the subtraction unit 16, the obtained part size is compared from the radius calculation block 15 determined by the formula (2) - R i with the given part sizes R z recorded in the control tolerance unit 14. If the size does not exceed established tolerance fields, then it is considered a reference, and from the subtraction block 16, the size is written to the recording block of the reference sizes 17. If the size is outside the allowable limit, then a correction signal is generated in the subtraction block 16 - σ = R З -R i (Fig. .4), i.e. the difference between the specified size (recording unit of reference sizes 17) and obtained from the calculation unit of radius 15. The next time the part is worked out at the place where the size was outside the tolerance range, the correction signal σ from the recording unit of reference sizes 17 is transmitted through the amplification block 19 and the valve block 20 to actuators 12 and, thus, a correction is made for the value of σ. When all dimensions defined in the radius calculation block 15 do not go beyond the required tolerance field, the part is considered a reference. The radius sizes at the given points are stored in the recording unit reference sizes 17.

Таким образом, формируется эталонная модель детали, в которой определен радиус в любой точке детали с учетом возмущающих воздействий, действующих на деталь, и температурных деформаций самой детали, резца и шпиндельного блока оборудования с ЧПУ.Thus, a reference model of the part is formed, in which the radius at any point of the part is determined taking into account the disturbing effects acting on the part and the temperature deformations of the part itself, the cutter and the spindle block of the CNC equipment.

Алгоритм работы устройства прогнозирования и управления точностью обработки деталей для обработки партии деталей приведен на фиг.3.The algorithm of the device for predicting and controlling the accuracy of processing parts for processing a batch of parts is shown in Fig.3.

Перед началом обработки в блок введения возмущающих воздействий 13 вводится величина ε'. В блок введения коэффициента уточнения 18 записывается значение коэффициента уточнения.Before the start of processing, a value ε 'is introduced into the disturbance introducing unit 13. In the unit for introducing the refinement coefficient 18, the value of the refinement coefficient is recorded.

То есть необходимо учитывать и степень повышения точности, определяющую количественную характеристику разброса размеров готовой детали, обработанных на оборудовании с ЧПУ, которая характеризуется коэффициентом уточнения γ. Коэффициент уточнения γ рассчитывается по формуле:That is, it is necessary to take into account the degree of increase in accuracy, which determines the quantitative characteristic of the spread in the dimensions of the finished part processed on CNC equipment, which is characterized by a refinement coefficient γ. The refinement coefficient γ is calculated by the formula:

Figure 00000005
Figure 00000005

где tx - глубина резания; Ср - коэффициент, характеризующий условие обработки; Sx - подача; Vx - скорость резания; Кр - поправочный коэффициент, учитывающий конкретные условия резания; Jсуп - жесткость суппорта; Jпб - жесткость передней бабки; Jзб - жесткость задней бабки (значения Jсуп, Jпб и Jзб берутся из паспорта станка); x - расстояние от передней бабки до произвольной точки на детали; L - длина детали; D - диаметр детали; a, у, n - показатели степени при элементах режима резания.where t x is the depth of cut; With p - coefficient characterizing the processing condition; S x - feed; V x - cutting speed; To p - correction factor, taking into account specific cutting conditions; J soup - caliper stiffness; J PB - stiffness of the headstock; J zb - stiffness of the tailstock (values of J soup , J pb and J zb are taken from the machine passport); x is the distance from the headstock to an arbitrary point on the part; L is the length of the part; D is the diameter of the part; a, y, n - exponents for elements of the cutting mode.

Данная величина записывается в блок введения коэффициента уточнения 18.This value is recorded in the block entering the refinement coefficient 18.

В блок умножения 22 заносится значение коэффициента влияния радиального смещения шпиндельного узла 3, который определяется на приемосдаточных испытаниях оборудования с ЧПУ.In the multiplication unit 22 is entered the value of the coefficient of influence of the radial displacement of the spindle unit 3, which is determined by acceptance tests of CNC equipment.

В режиме реального времени производится постоянный контроль за показаниями двух оптических датчиков с цифровым кодом на выходе 8 и 9, которые суммируются в блоке расчета радиуса 15 и полученное значение сравнивается с эталонным значением блока записи эталонных размеров 17. Операцию сравнения осуществляет блок вычитания 16. Сигнал рассогласования из блока вычитания 16 поступает на сумматор 23 посредством блока умножения 22. Также на сумматор 23 поступают сигналы из блока введения возмущающих воздействий 13 и блока введения коэффициента уточнения 18, где формируется суммарное корректирующие воздействие путем алгебраического сложения сигналов, поступивших из вышеперечисленных блоков.In real time, the readings of two optical sensors with a digital code at the output 8 and 9 are continuously monitored, which are summed up in the radius calculation block 15 and the obtained value is compared with the reference value of the recording unit of the reference sizes 17. The comparison operation is carried out by the subtraction unit 16. The error signal from the subtracting unit 16 it enters the adder 23 by means of the multiplication unit 22. Also, the adder 23 receives signals from the disturbance input unit 13 and the coefficient input unit is updated I 18, where the total corrective effect formed by an algebraic summation of signals received from the aforementioned blocks.

Численное значение сигнала коррекции, полученное в сумматоре 23, передается в усилительный блок 19, где происходит усиление в соответствии с заданным законом. После чего сигнал передается на блок клапанов 20, который оснащен подводом гидравлического давления и соединен гидравлической магистралью с цилиндрами органов блока резцедержательной головки 6 и резца 7. В блок клапанов 20 в результате подачи управляющего напряжения осуществляется пропорциональное смещение соленоидов, это приводит к пропорциональному изменению давления в гидравлической магистрали. Таким образом, из блока клапанов 20 гидравлический поток направляется к блокам 7 и 6, тем самым осуществляя требуемое корректирующее воздействие в режиме реального времени. Резцедержательный блок 6 снабжен датчиком положения 21, который создает обратную связь для обеспечения вспомогательного контура регулирования исполнительными механизмами оборудования с ЧПУ.The numerical value of the correction signal obtained in the adder 23 is transmitted to the amplification unit 19, where amplification occurs in accordance with a given law. After that, the signal is transmitted to the valve block 20, which is equipped with a hydraulic pressure supply and is connected by a hydraulic line to the cylinders of the organs of the block of the tool head 6 and the cutter 7. As a result of the supply of control voltage, the valve block 20 is proportionally displaced by the solenoids, which leads to a proportional pressure change hydraulic line. Thus, from the valve block 20, the hydraulic flow is directed to the blocks 7 and 6, thereby realizing the required corrective action in real time. The tool holder 6 is equipped with a position sensor 21, which creates feedback to provide an auxiliary control loop by actuators of the CNC equipment.

Таким образом, предложенное прогнозирование и управление точностью токарной обработки деталей на оборудовании с числовым программным управлением (ЧПУ), функционирующее по двум вышепредложенным алгоритмам, позволит в режиме реального времени получать эталонную модель детали. Если деталь не соответствует требуемому значению, в сумматоре определяется корректирующие воздействие, которое передается на исполнительные механизмы оборудования с ЧПУ, тем самым обеспечивая высокую точность обработанных поверхностей детали при обработке партии деталей в режиме реального времени.Thus, the proposed forecasting and accuracy control of turning parts on equipment with numerical control (CNC), which operates according to the two above-mentioned algorithms, will allow in real time to obtain a reference model of the part. If the part does not correspond to the required value, the correcting effect is determined in the adder, which is transmitted to the actuators of the CNC equipment, thereby ensuring high accuracy of the machined surfaces of the part when processing a batch of parts in real time.

ЛитератураLiterature

1. Патент РФ №1292985, кл. B23Q 15/00, 1985 (аналог).1. RF patent No. 1292985, cl. B23Q 15/00, 1985 (analog).

2. Патент РФ №2288808, кл. B23B 25/06, B23Q 15/12, 2006 (прототип).2. RF patent No. 2288808, cl. B23B 25/06, B23Q 15/12, 2006 (prototype).

Claims (1)

Устройство прогнозирования и управления точностью токарной обработки деталей на оборудовании с числовым программным управлением (ЧПУ), включающем исполнительные механизмы, шпиндель и заднюю бабку с центрами для установки в них обрабатываемой детали, переднюю бабку и установленную на ней планшайбу, резцедержательный блок и резец, характеризующееся тем, что оно содержит отметчик угла поворота шпинделя, установленный на передней бабке, блок усиления сигнала, два оптических датчика с цифровым кодом на выходе, датчик положения на резцедержательном блоке, блок клапанов, оснащенный подводом гидравлического давления и соединенный гидравлической магистралью с цилиндрами резцедержательного блока и резца, и компьютер, имеющий блок введения возмущающих воздействий, управляющий блок допусков, блок расчета радиуса детали, блок вычитания, блок записи эталонных размеров, блок введения коэффициента уточнения, блок умножения и сумматор, при этом два оптических датчика с цифровым кодом на выходе подключены к входу блока расчета радиуса детали, а его выход соединен с входом блока вычитания, к которому подключены выходы блока записи эталонных размеров и управляющего блока допусков, выход блока вычитания соединен с входом блока умножения, а его выход и выходы блока введения возмущающих воздействий, блока записи эталонных размеров и блока введения коэффициента уточнения соединены с входами сумматора, выход которого соединен через усилительный блок с входом блока клапанов, к выходу усилительного блока подключен выход датчика положения, выход блока клапанов соединен с исполнительными механизмами, а выход датчика положения соединен с блоком усиления. A device for predicting and controlling the accuracy of turning parts on numerically controlled equipment (CNC), including actuators, a spindle and a tailstock with centers for installing the workpiece in them, a headstock and a faceplate mounted on it, a tool holder and a cutter, characterized by that it contains a spindle angle indicator mounted on the headstock, a signal amplification unit, two optical sensors with a digital output code, a position sensor on the tool post unit, a valve unit equipped with a hydraulic pressure supply and connected by a hydraulic line to the cylinders of the tool holder and the cutter, and a computer having a disturbance input unit, a tolerance control unit, a part radius calculation unit, a subtraction unit, a reference size recording unit, a coefficient input unit refinement, a multiplication unit and an adder, while two optical sensors with a digital code at the output are connected to the input of the part radius calculation unit, and its output is connected to the input of the subtraction unit the output of the subtraction unit is connected to the input of the multiplication unit, and its output and the outputs of the disturbance input unit, the reference size recording unit and the refinement coefficient input unit are connected to the inputs of the adder, the output of which connected through an amplifier block to the input of the valve block, the output of the position sensor is connected to the output of the amplifier block, the output of the valve block is connected to actuators, and the sensor output is Nia connected to the amplification unit.
RU2008123472/02A 2008-06-09 2008-06-09 Device for forecasting and control of accuracy of turning treatment of parts in equipment with numerical program control (npc) RU2386519C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008123472/02A RU2386519C2 (en) 2008-06-09 2008-06-09 Device for forecasting and control of accuracy of turning treatment of parts in equipment with numerical program control (npc)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008123472/02A RU2386519C2 (en) 2008-06-09 2008-06-09 Device for forecasting and control of accuracy of turning treatment of parts in equipment with numerical program control (npc)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008123472A RU2008123472A (en) 2009-12-20
RU2386519C2 true RU2386519C2 (en) 2010-04-20

Family

ID=41625390

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008123472/02A RU2386519C2 (en) 2008-06-09 2008-06-09 Device for forecasting and control of accuracy of turning treatment of parts in equipment with numerical program control (npc)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2386519C2 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2448826C2 (en) * 2010-07-12 2012-04-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) Method of adjusting parameters of die fixtures structural elements
RU2563392C2 (en) * 2011-06-16 2015-09-20 Мицубиси Хэви Индастриз, Лтд. Machine tool
RU2571669C2 (en) * 2014-03-21 2015-12-20 Олег Игоревич Аксенов Electronic unit for sensor control of coordinate machine
RU2672966C1 (en) * 2017-05-22 2018-11-21 Общество с ограниченной ответственностью "Санкт-Петербургский завод прецизионного станкостроения" (ООО "СПб ЗПС") Method of visual observation and control of mechanical processing
RU2707308C1 (en) * 2018-09-21 2019-11-26 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева" Method of setting up a lathe for part turning
RU205103U1 (en) * 2021-02-24 2021-06-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева" DEVICE FOR CONTROLLING THE TURNING PARTS

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2448826C2 (en) * 2010-07-12 2012-04-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) Method of adjusting parameters of die fixtures structural elements
RU2563392C2 (en) * 2011-06-16 2015-09-20 Мицубиси Хэви Индастриз, Лтд. Machine tool
RU2571669C2 (en) * 2014-03-21 2015-12-20 Олег Игоревич Аксенов Electronic unit for sensor control of coordinate machine
RU2672966C1 (en) * 2017-05-22 2018-11-21 Общество с ограниченной ответственностью "Санкт-Петербургский завод прецизионного станкостроения" (ООО "СПб ЗПС") Method of visual observation and control of mechanical processing
RU2707308C1 (en) * 2018-09-21 2019-11-26 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева" Method of setting up a lathe for part turning
RU205103U1 (en) * 2021-02-24 2021-06-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева" DEVICE FOR CONTROLLING THE TURNING PARTS

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008123472A (en) 2009-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2386519C2 (en) Device for forecasting and control of accuracy of turning treatment of parts in equipment with numerical program control (npc)
Diez et al. Feasibility study of in-process compensation of deformations in flexible milling
Budak et al. Peripheral milling conditions for improved dimensional accuracy
CN101733705B (en) Method for detecting and compensating for abrasion of grinding wheel automatically
CN102854841B (en) Shape and position error in-situ compensating and processing method for curved surface parts
WO2019084948A1 (en) Radial thermal drift error modeling and compensation method for main spindle of horizontal cnc lathe
US7266903B2 (en) Method for correcting thermal displacement in a machine tool
Du et al. Peripheral milling force induced error compensation using analytical force model and APDL deformation calculation
Nee et al. An intelligent fixture with a dynamic clamping scheme
Denkena et al. Feeling machines for online detection and compensation of tool deflection in milling
Wang et al. Improving the machining accuracy of thin-walled parts by online measuring and allowance compensation
CN104714482A (en) Large structural component self-adaptation machining method integrating machining, monitoring, detecting and clamping
Denkena et al. Tool deflection control by a sensory spindle slide for milling machine tools
CN111596612A (en) Numerical control machine tool thermal error compensation method and system based on workpiece dimension data
CN107580535A (en) Method for running gear cutting machine
Lamikiz et al. Machine tool performance and precision
Li et al. To improve workpiece roundness in precision diamond turning by in situ measurement and repetitive control
EP0126388B1 (en) Method of controlling a numerically controlled machine tool
JP4469681B2 (en) Method for correcting machining errors of machine tools
RU2288808C2 (en) Part working accuracy control device in high-accuracy nc equipment
JPH07237088A (en) Machining device and machining
Sanjanwala et al. On-line tool wear sensing and compensation during turning operation
CN104985486A (en) Sectional compensation method for ball screw machining
Denkena et al. Model based compensation of geometrical deviations due to process forces
Brecher et al. In-process measurement of machine structure deformation and compensation of resulting work piece inaccuracies

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100610