RU2457075C1 - Device for turning noncircular parts - Google Patents

Device for turning noncircular parts Download PDF

Info

Publication number
RU2457075C1
RU2457075C1 RU2011115677/02A RU2011115677A RU2457075C1 RU 2457075 C1 RU2457075 C1 RU 2457075C1 RU 2011115677/02 A RU2011115677/02 A RU 2011115677/02A RU 2011115677 A RU2011115677 A RU 2011115677A RU 2457075 C1 RU2457075 C1 RU 2457075C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
sensor
adder
electric drive
Prior art date
Application number
RU2011115677/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Анатольевич Никольский (RU)
Алексей Анатольевич Никольский
Владимир Викторович Королев (RU)
Владимир Викторович Королев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВПО "НИУ "МЭИ")
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВПО "НИУ "МЭИ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВПО "НИУ "МЭИ")
Priority to RU2011115677/02A priority Critical patent/RU2457075C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2457075C1 publication Critical patent/RU2457075C1/en

Links

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention relates to electromechanics and may be used to up the turning accuracy. Invention allows turning of standard noncircular parts with high precision and efficiency at machine tools, including those with high-precision spindle assembly. Proposed device comprises electric drive of said displacement subject to spindle turn angle and translation of cutting tool. Electric drive control is built on self-learning principle that provides for minimum systematic positioning errors from part to part. Proposed device comprises also piezo drive controlled subject to part rotational axis displacement in cutting direction and electric drive varies, via linear displacement summation unit, the position of tool holder.
EFFECT: turning to preset shape.

Description

Предлагаемое устройство относится к электромеханике и может быть использовано для токарной обработки серийных некруглых деталей.The proposed device relates to electromechanics and can be used for turning serial non-circular parts.

Известно устройство для прогнозирования и управления точностью токарной обработки деталей на оборудовании с ЧПУ (Патент РФ №2386519, 20.04.2010, бюл. №11). В устройстве, предназначенном для обработки круглых в поперечном сечении деталей, в дискретные моменты времени, задаваемые отметчиком угла поворота шпинделя, в процессе обработки с помощью оптических датчиков фиксируются смещения детали в направлении глубины резания и смещения планшайбы передней бабки. Получаемые результаты позволяют рассчитывать в соответствующих дискретных точках отклонение радиуса детали от заданного системой ЧПУ значения, при этом в случае выхода радиального размера обрабатываемой детали в указанных точках из пределов заданных допусков, в компьютерной системе формируются программа коррекции и корректирующий сигнал управления. При обработке следующей детали в указанных точках с помощью соответствующих исполнительных гидромеханизмов проводится коррекция положения резца и задней бабки с целью восстановления радиального размера до заданного допусками уровня.A device is known for predicting and controlling the accuracy of turning parts on CNC equipment (RF Patent No. 2386519, 04/20/2010, bull. No. 11). In a device designed for processing round cross-sectional parts, at discrete times specified by the spindle angle indicator, during processing using optical sensors, the workpiece displacements are recorded in the direction of the cutting depth and the displacement of the headstock faceplate. The results obtained make it possible to calculate at the corresponding discrete points the deviation of the radius of the part from the value set by the CNC system, and if the radial size of the workpiece at the indicated points leaves the limits of the specified tolerances, a correction program and a correction control signal are generated in the computer system. When processing the next part at the indicated points using the appropriate actuating hydromechanisms, the position of the cutter and tailstock is adjusted to restore the radial size to the level specified by the tolerances.

Известное устройство имеет недостатки.The known device has disadvantages.

Устройство работает при относительно малых, дополнительных по отношению к заданному ЧПУ положению, корректирующих перемещениях резца. При этом перемещения резца при коррекции смещения детали медленные, еще медленнее эти перемещения при коррекции тепловых смещений шпиндельного узла и детали. В тоже время при точении некруглых деталей типа поршней, объемных некруглых копиров, кулачков и пр. резец должен совершать минимум одно возвратно-поступательное движение на один оборот детали, причем ход резца может достигать 1 мм и более при высокой точности реализации заданной траектории движения. Для выполнения указанных требований в алгоритме управления приводом перемещения резца и в программе коррекции следует учитывать динамические характеристики привода при обеспечении необходимого для реализации заданной некруглости диапазона перемещений, чего нет в известном устройстве. Кроме того, случайные воздействия в устройстве, в том числе заметные случайные составляющие в биениях планшайбы, детали и др. будут участвовать в формировании корректирующего сигнала и могут снизить точность не только обрабатываемой в данный момент детали, но и последующих деталей.The device operates at relatively small, additional with respect to the specified CNC position, corrective movements of the cutter. In this case, the displacements of the cutter during the correction of the displacement of the part are slow, and even slower these displacements during the correction of thermal displacements of the spindle assembly and the part. At the same time, when turning non-circular parts such as pistons, volume non-circular copiers, cams, etc., the cutter must perform at least one reciprocating movement per revolution of the part, and the stroke of the cutter can reach 1 mm or more with high accuracy of the implementation of a given trajectory. To fulfill these requirements in the control algorithm of the drive for moving the cutter and in the correction program, the dynamic characteristics of the drive should be taken into account while ensuring the range of movements necessary for the implementation of the given non-circularity, which is not available in the known device. In addition, random influences in the device, including noticeable random components in the beating of the faceplate, part, etc. will participate in the formation of the correction signal and can reduce the accuracy of not only the part being processed at the moment, but also of subsequent parts.

Известно также устройство для повышения точности токарной обработки некруглых деталей, патент РФ №2293010, опубл. БИПМ №4, 10.02.2007 (прототип), 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, датчик продольного перемещения режущего инструмента, датчик угловой скорости вращения детали, блок задания формы детали, последовательно соединенный через первый вход первого сумматора со входом электропривода перемещения режущего инструмента в направлении глубины резания, второй и третий сумматоры, первый, второй, третий, четвертый, пятый буферные регистры, запоминающее устройство. При этом 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.Also known is a device for improving the accuracy of turning non-circular parts, RF patent No. 2293010, publ. BIPM No. 4, 02/10/2007 (prototype), comprising 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 angle of rotation of the spindle, a sensor for moving the axis of the part in the direction of cutting depth, a sensor for longitudinal movement of the cutting tool, part angular rotation speed sensor, part shape setting unit, connected in series through the first input of the first adder to the input of the electric drive moving the cutting tool in the direction Depth of cut, the second and third adders, first, second, third, fourth, fifth buffer registers, a memory device. In this case, the output of the spindle angle sensor is connected to the lower bits of the input of the part shape setting block, the output of the cutting tool longitudinal movement sensor is connected to the higher bits of the input of the part shape set block, the input of the part shape setting block is connected to the input of the first buffer register and simultaneously through the first input of the third the 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 with 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 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 movement sensor of the cutting tool in the direction of cutting depth, the third input of the second adder is connected to the output of the component axis displacement sensor in the direction of the depth of cut, the fourth input of the second adder is connected to the output of the fourth buffer register , The output of the second buffer register connected to the second input of the first adder, and the angular velocity sensor output parts connected to the second input of the third adder.

Упомянутое устройство предназначено для точения серийных некруглых деталей типа поршней, кулачков, деталей с отверстиями, продольными канавками и других деталей, для которых характерно прерывистое точение. Устройство работает на основе принципа самообучения, учитывающего динамические характеристики электропривода перемещения режущего инструмента при обеспечении необходимого диапазона перемещений и позволяет свести к минимуму систематические, повторяющиеся от детали к детали ошибки формы, определяемые различными воздействиями, в том числе систематическими составляющими перемещения оси вращения детали в направлении глубины резания.This device is designed for turning serial non-circular parts such as pistons, cams, parts with holes, longitudinal grooves and other parts that are characterized by intermittent turning. The device operates on the basis of the principle of self-learning, which takes into account the dynamic characteristics of the electric drive of moving the cutting tool while ensuring the necessary range of displacements and allows minimizing systematic shape errors repeated from part to part determined by various influences, including the systematic components of movement of the axis of rotation of the part in the depth direction cutting.

Устройство имеет недостатки. Перемещения оси вращения детали в направлении глубины резания, кроме систематических, от детали к детали, составляющих, имеют в своем составе значительные по амплитуде случайные составляющие, определяемые несовершенством шпиндельного узла, вибрациями станка в целом и другими причинами. В результате попадание случайного сигнала в контур самообучения устройства приводит к формированию в корректирующем сигнале нежелательной случайной составляющей, приводящей к снижению точности реализации заданной формы на последующих деталях. Кроме того, эти случайные составляющие искажают форму обрабатываемой в данный момент детали, снижая тем самым и ее точность.The device has disadvantages. Displacements of the axis of rotation of the workpiece in the direction of the depth of cut, apart from systematic components, from the workpiece to the workpiece, have significant random components in amplitude, determined by imperfection of the spindle assembly, vibration of the machine as a whole, and other reasons. As a result, the ingress of a random signal into the device’s self-learning circuit leads to the formation of an undesirable random component in the correction signal, which leads to a decrease in the accuracy of the implementation of a given shape on subsequent parts. In addition, these random components distort the shape of the part being processed at the moment, thereby reducing its accuracy.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в снижении ошибок формообразования при токарной обработке некруглых деталей. Этого снижения можно достигнуть, если при сохранении преимущества системы с самообучением, в которой минимизируются систематические, от детали к детали, составляющие ошибок по положению электропривода, непосредственно воздействовать на резец в зависимости от любых перемещений оси вращения детали в направлении глубины резания.The technical problem solved by the invention is to reduce the errors of forming during turning of non-circular parts. This reduction can be achieved if, while maintaining the advantages of a self-learning system in which the systematic components of errors from the position of the electric drive are minimized systematically from component to component, the tool directly affects the cutter depending on any movements of the axis of rotation of the component in the direction of the depth of cut.

Поставленная задача решается тем, что известное устройство, содержащее электропривод, резцедержатель с режущим инструментом, датчик угла поворота шпинделя, датчик перемещения оси вращения детали в направлении глубины резания, датчик продольного перемещения режущего инструмента, датчик угловой скорости вращения детали, блок задания формы детали, последовательно соединенный через первый вход первого сумматора со входом электропривода, второй и третий сумматор, первый, второй, третий, четвертый, пятый буферные регистры, запоминающее устройство, 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, выполненного с возможностью записи по адресам корректирующего сигнала, шина данных запоминающего устройства 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 четвертого буферного регистра, выход второго буферного регистра подключен ко второму входу первого сумматора, выход датчика угловой скорости вращения детали соединен со вторым входом третьего сумматора, дополнительно снабжено датчиком перемещения электропривода в направлении глубины резания, пьезоприводом и блоком суммирования линейных перемещений, причем вход пьезопривода соединен с выходом датчика перемещения оси вращения детали в направлении глубины резания, выход пьезопривода соединен с первым входом блока суммирования линейных перемещений, выход электропривода соединен со вторым входом блока суммирования линейных перемещений, выход датчика перемещения электропривода в направлении глубины резания соединен с третьим входом второго сумматора, а выход блока суммирования линейных перемещений соединен с резцедержателем.The problem is solved in that the known device containing an electric drive, a tool holder with a cutting tool, a spindle rotation angle sensor, a sensor for moving the axis of rotation of the workpiece in the direction of cutting depth, a sensor for longitudinal movement of the cutting tool, a sensor for angular speed of rotation of the part, a unit for setting the shape of the part, sequentially connected through the first input of the first adder to the input of the drive, the second and third adder, the first, second, third, fourth, fifth buffer registers, memory equipment, and the output of the spindle angle sensor is connected to the lower bits of the input of the part shape setting unit, the output of the longitudinal movement sensor of the cutting tool is connected to the higher 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 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, configured to records to the addresses of the correction signal, the data bus of the storage device 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 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 with the output of the fourth buffer register, the output of the second buffer register is connected to the second input of the first adder, the output of the angular velocity sensor of the part is connected to the third input of the third adder is additionally equipped with a sensor for moving the electric drive in the direction of the depth of cut, a piezo drive and a block for summing linear displacements, the input of the piezoelectric drive being connected to the output of the sensor for moving the axis of rotation of the part in the direction of the cutting depth, the output of the piezoelectric drive is connected to the first input of the block for summing linear displacements, output of the electric drive is connected to the second input of the linear displacement summing unit, the output of the electric displacement sensor in the depth direction p The drive is connected to the third input of the second adder, and the output of the linear displacement summing unit is connected to the tool post.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.The drawing shows a structural diagram of the proposed device.

Устройство содержит электропривод 1, резцедержатель 2 с режущим инструментом, датчик 4 угла поворота шпинделя, датчик 5 перемещения оси вращения детали 6 в направлении глубины резания, датчик 7 продольного перемещения режущего инструмента, датчик 8 угловой скорости вращения детали 6, блок 9 задания формы детали, последовательно соединенный через первый вход первого сумматора 10 со входом электропривода 1, второй 11 и третий 12 сумматоры, первый 13, второй 14, третий 15, четвертый 16, пятый 17 буферные регистры, запоминающее устройство 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 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, выполненного с возможностью записи по адресам корректирующего сигнала, шина данных запоминающего устройства 18 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 четвертого буферного регистра 16, выход второго буферного регистра 14 подключен ко второму входу первого сумматора 10, выход датчика 8 угловой скорости вращения детали соединен со вторым входом третьего сумматора 12. Кроме того, оно дополнительно снабжено датчиком 3 перемещения электропривода 1 в направлении глубины резания, пьезоприводом 20 и блоком 19 суммирования линейных перемещений, причем вход пьезопривода 20 соединен с выходом датчика 5 перемещения оси вращения детали в направлении глубины резания, выход пьезопривода 20 соединен с первым входом блока 19 суммирования линейных перемещений, выход электропривода 1 соединен со вторым входом блока 19 суммирования линейных перемещений, выход датчика 3 перемещения электропривода 1 в направлении глубины резания соединен с третьим входом второго сумматора 11, а выход блока 19 суммирования линейных перемещений соединен с резцедержателем 2.The device comprises an electric drive 1, a tool holder 2 with a cutting tool, a spindle angle sensor 4, a sensor 6 for moving the axis of rotation of the part 6 in the direction of the cutting depth, a sensor 7 for longitudinal movement of the cutting tool, a sensor 8 for the angular velocity of rotation of the part 6, a part shape setting unit 9, connected in series through the first input of the first adder 10 with the input of the electric drive 1, second 11 and third 12 adders, the first 13, second 14, third 15, fourth 16, fifth 17 buffer registers, memory device 18, and the output is yes the spindle rotation angle sensor 4 is connected to the lower bits of the input of the part shape setting unit 9, the output of the cutting tool longitudinal sensor 7 is connected to the higher bits of the input of the shape part of block 9, the input of the part shape setting unit 9 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, configured to record on addresses of the correction signal, the data bus of the storage device 18 is simultaneously connected to the inputs of the second 14, fourth 16 buffer registers and the output 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 fourth buffer register 16, the output of the second buffer register 14 is connected to the second input of the first adder 10, the output of the sensor 8 angular speed of rotation of the details is dined with the second input of the third adder 12. In addition, it is additionally equipped with a sensor 3 for moving the electric drive 1 in the direction of the depth of cut, a piezo drive 20 and a block 19 for summing linear displacements, the input of the piezo drive 20 being connected to the output of the sensor 5 for moving the axis of rotation of the part in the direction of the depth of cutting , the output of the piezo actuator 20 is connected to the first input of the linear displacement summing unit 19, the output of the electric actuator 1 is connected to the second input of the linear displacement summing unit 19, the output of the sensor 3 is moved I 1 the actuator in the direction of the depth of cut is connected to a third input of the second adder 11 and the output 19 of summation linear displacement unit is connected to the tool holder 2.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Сигнал задания формы в соответствии с чертежом наружной поверхности детали формируется на каждом адресе адресного пространства на выходе блока 9 задания формы детали, в зависимости от выходных сигналов датчика 7 продольного перемещения режущего инструмента и датчика 4 угла поворота шпинделя. Эти сигналы подаются соответственно, на старшие и младшие разряды блока 9 задания формы детали. При точении очередной детали к выходному сигналу блока 9 задания формы детали в начале каждого текущего адреса 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 систематической составляющей ошибок по перемещению электропривода 1, вызываемых его ограниченным быстродействием.The signal for specifying the shape in accordance with the drawing of the outer surface of the part is generated at each address of the address space at the output of the part 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 and the sensor 4 for the angle of rotation of the spindle. These signals are supplied, respectively, to the upper and lower bits of the block 9 specifying the shape of the part. When turning the next part, the correction signal from the output of the second buffer register 14, formed in the memory 18 when turning the previous part, is added to the output signal of the unit 9 for setting the part shape at the beginning of each current address in the first adder 10. This correction signal is aimed at reducing the systematic component of errors in the movement of the actuator 1, caused by its limited speed.

При точении первой детали корректирующий сигнал по всем адресам адресного пространства равен нулю. Считывание текущего значения корректирующего сигнала с запоминающего устройства 18 и передача его с шины данных последнего на выход второго буферного регистра 14 в начале каждого текущего адреса происходит одновременно с передачей со входа первого буферного регистра 13 на адресный вход запоминающего устройства 18 текущего значения адресного кода, формируемого выходными сигналами датчика 4 угла поворота шпинделя и датчика 7 продольного перемещения режущего инструмента.When turning the first part, the correction signal at all addresses of the address space is equal to zero. 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 at the beginning of each current address occurs simultaneously with the transfer from the input of the first buffer register 13 to the address input of the storage device 18 of the current value of the address code generated by the output signals of the sensor 4 of the angle of rotation of the spindle and the sensor 7 of the longitudinal movement of the cutting tool.

После считывания текущего значения корректирующего сигнала в последующий момент времени по более раннему, чем текущий, адресу адресного пространства запоминающего устройства 18 через третий буферный регистр 15 происходит считывание находящихся в памяти запоминающего устройства 18 данных и передача их с шины данных последнего на выход четвертого буферного регистра 16. Смещение адреса в сторону более раннего осуществляется на третьем сумматоре 12, а величина смещения пропорциональна значению выходного сигнала датчика 8 угловой скорости вращения детали. 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.After reading the current value of the correction signal at a subsequent point in time earlier than the current address of the address space of the memory device 18 through the third buffer register 15, the data stored in the memory of the memory device 18 is read and transferred from the data bus of the latter to the output of the fourth buffer register 16 . The offset of the address to the earlier one is carried out on the third adder 12, and the offset value is proportional to the value of the output signal of the angular velocity sensor 8 scheniya details. 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.

Описанные процедуры, осуществляемые на трех последовательных временных интервалах управления элементами структурной схемы, представленной на чертеже, повторяются на каждом текущем адресе адресного пространства, формируемого на входе блока 9 задания формы детали.The described procedures, carried out at three consecutive time intervals for controlling the elements of the structural diagram shown in the drawing, are repeated at each current address of the address space generated at the input of the part shape setting unit 9.

Таким образом, по окончании точения очередной детали в запоминающем устройстве 18 по всем адресам его адресного пространства будут записаны значения корректирующего сигнала, которые будут использованы при точении следующей детали. При этом собственно значения корректирующего сигнала по каждому адресу будут определены в зависимости от текущих значений ошибок по положению электропривода 1, выявленных в процессе точения и полученных на выходе второго сумматора 11.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 its address space. In this case, the actual values of the correction signal at each address will be determined depending on the current values of errors by the position of the electric drive 1 detected during the turning process and received at the output of the second adder 11.

Работа элементов, включенных дополнительно, в соответствии со структурной схемой устройства, осуществляется следующим образом.The operation of the elements included additionally, in accordance with the structural diagram of the device, is as follows.

При токарной обработке форма детали зависит от траектории движения резца и перемещения оси вращения детали в направлении глубины резания.During turning, the shape of the part depends on the path of the tool and the movement of the axis of rotation of the part in the direction of the depth of cut.

В устройстве согласно принципу самообучения, от детали к детали, систематическая составляющая ошибки по положению электропривода 1 стремится к своему минимальному значению. Резцедержатель 2 перемещается одновременно под действием электропривода 1 и пьезопривода 20 посредством суммирования их перемещений в направлении глубины резания в блоке суммирования линейных перемещений 19. А так как перемещение пьезопривода 20 пропорционально перемещению оси вращения детали в направлении глубины резания, контролируемому датчиком 5, то ошибка формы, вызванная перемещениями оси вращения, обрабатываемой в данный момент детали и всех последующих деталей будет минимальна. При этом и систематические, и случайные составляющие перемещений оси вращения детали в направлении глубины резания компенсируются непосредственно перемещениями резцедержателя 2 через блок суммирования линейных перемещений 19 с помощью пьезопривода 20 и не оказывают влияние на систему самообучения, в отличие от прототипа.In the device according to the principle of self-training, from part to part, the systematic component of the error in the position of the actuator 1 tends to its minimum value. The tool holder 2 moves simultaneously under the action of the electric drive 1 and the piezo drive 20 by summing their movements in the direction of the cutting depth in the linear displacement summing unit 19. And since the movement of the piezo drive 20 is proportional to the movement of the axis of rotation of the part in the direction of the cutting depth controlled by the sensor 5, the shape error caused by movements of the axis of rotation, the part being processed at the moment and all subsequent parts will be minimal. In this case, both systematic and random components of the displacements of the axis of rotation of the part in the direction of the depth of cutting are compensated directly by the movements of the tool holder 2 through the summing block of linear displacements 19 using the piezo drive 20 and do not affect the self-learning system, unlike the prototype.

Таким образом, заявляемое устройство повысит точность токарной обработки серийных некруглых деталей типа поршней, кулачков, некруглых объемных копиров и пр. на станках, не оборудованных высокоточными и, соответственно, дорогостоящими шпиндельными узлами. Кроме того, будет снижено влияние вибраций станка в целом на точность обработки и, следовательно, можно будет повысить скорость обработки, т.е. производительность.Thus, the claimed device will increase the accuracy of turning serial non-circular parts such as pistons, cams, non-circular volumetric copiers, etc. on machines not equipped with high-precision and, accordingly, expensive spindle units. In addition, the influence of machine vibrations as a whole on the accuracy of processing will be reduced and, therefore, it will be possible to increase the processing speed, i.e. performance.

Claims (1)

Устройство для токарной обработки некруглых деталей, содержащее электропривод, резцедержатель с режущим инструментом, датчик угла поворота шпинделя, датчик перемещения оси вращения детали в направлении глубины резания, датчик продольного перемещения режущего инструмента, датчик угловой скорости вращения детали, блок задания формы детали, последовательно соединенный через первый вход первого сумматора со входом электропривода, второй и третий сумматоры, первый, второй, третий, четвертый, пятый буферные регистры, запоминающее устройство, 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 с 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, выполненного с возможностью записи по адресам корректирующего сигнала, шина данных запоминающего устройства 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 четвертого буферного регистра, выход второго буферного регистра подключен ко второму входу первого сумматора, выход датчика угловой скорости вращения детали соединен со вторым входом третьего сумматора, отличающееся тем, что оно снабжено датчиком перемещения электропривода в направлении глубины резания, пьезоприводом и блоком суммирования линейных перемещений, причем вход пьезопривода соединен с выходом датчика перемещения оси вращения детали в направлении глубины резания, выход пьезопривода соединен с первым входом блока суммирования линейных перемещений, выход электропривода соединен со вторым входом блока суммирования линейных перемещений, выход датчика перемещения электропривода в направлении глубины резания соединен с третьим входом второго сумматора, а выход блока суммирования линейных перемещений соединен с резцедержателем. A device for turning non-circular parts, containing an electric drive, a tool holder with a cutting tool, a spindle angle sensor, a sensor for moving the axis of rotation of the part in the direction of cutting depth, a sensor for longitudinal movement of the cutting tool, a sensor for angular speed of rotation of the part, a part shape setting unit connected in series through the first input of the first adder with the input of the electric drive, the second and third adders, the first, second, third, fourth, fifth buffer registers, a storage device in, wherein the output of the spindle angle sensor is connected to the lower bits of the input of the part shape setting unit, the output of the longitudinal movement sensor of the cutting tool is connected to the higher 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 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 a memory device configured to record at the addresses of the correction signal, the data bus of the storage device 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 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 fourth buffer register, the output of the second buffer register is connected to the second input of the first adder, the output of the angular velocity sensor of the part is connected to the second the input of the third adder, characterized in that it is equipped with a sensor for moving the electric drive in the direction of the depth of cut, a piezo drive and a unit for summing linear displacements, the input of the piezo drive being connected to the output of the sensor for moving the axis of rotation of the part in the direction of the depth of cutting, the output of the piezo drive is connected to the first input of the linear summing unit displacements, the output of the electric drive is connected to the second input of the linear displacement summing unit, the output of the electric displacement sensor in the depth direction cutting us connected to a third input of the second adder, and the output of linear displacement summation unit coupled to the tool holder.
RU2011115677/02A 2011-04-21 2011-04-21 Device for turning noncircular parts RU2457075C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011115677/02A RU2457075C1 (en) 2011-04-21 2011-04-21 Device for turning noncircular parts

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011115677/02A RU2457075C1 (en) 2011-04-21 2011-04-21 Device for turning noncircular parts

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2457075C1 true RU2457075C1 (en) 2012-07-27

Family

ID=46850638

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011115677/02A RU2457075C1 (en) 2011-04-21 2011-04-21 Device for turning noncircular parts

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2457075C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4031368A (en) * 1972-04-17 1977-06-21 Verkstadsteknik Ab Adaptive control of cutting machining operations
SU724321A1 (en) * 1974-11-04 1980-03-30 Предприятие П/Я А-7676 Method of automatic control of cylindrical surfaces working degree
EP0263937A2 (en) * 1986-09-18 1988-04-20 Siemens Aktiengesellschaft Circuit arrangement for the registration of signals for controlling the production of sequences and machines
RU2130826C1 (en) * 1998-05-19 1999-05-27 Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" Apparatus for automatic control of lathe accuracy
RU2293010C2 (en) * 2004-02-19 2007-02-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский энергетический институт (технический университет)" (ГОУВПО "МЭИ (ТУ)") Apparatus for enhancing accuracy of turning non-round parts

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4031368A (en) * 1972-04-17 1977-06-21 Verkstadsteknik Ab Adaptive control of cutting machining operations
SU724321A1 (en) * 1974-11-04 1980-03-30 Предприятие П/Я А-7676 Method of automatic control of cylindrical surfaces working degree
EP0263937A2 (en) * 1986-09-18 1988-04-20 Siemens Aktiengesellschaft Circuit arrangement for the registration of signals for controlling the production of sequences and machines
RU2130826C1 (en) * 1998-05-19 1999-05-27 Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" Apparatus for automatic control of lathe accuracy
RU2293010C2 (en) * 2004-02-19 2007-02-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский энергетический институт (технический университет)" (ГОУВПО "МЭИ (ТУ)") Apparatus for enhancing accuracy of turning non-round parts

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4895677B2 (en) 3-axis tool unit and processing device
CN103143984B (en) Based on the machine tool error dynamic compensation method of laser tracker
JP4819665B2 (en) Non-circular shape processing equipment
CN100442180C (en) Numerical control apparatus
JP2019086823A (en) Machining system
CN102069419A (en) Ultraprecise free-form surface turning method of actively counteracting errors
JPWO2019043852A1 (en) Numerical control system and motor control device
CN102107372A (en) Off-axis free surface turning method by actively changing spindle rotating speed
RU2457075C1 (en) Device for turning noncircular parts
KR102182826B1 (en) Method for Compensating Vertical Angle Error by Thermal Deformation of Machine Tool and Numerical Control Apparatus
CN109940171B (en) Real-time synchronous control method of elliptical vibration cutting device based on corner
JP6803043B2 (en) How to measure geometric error of machine tools
JP2007075915A (en) Cutting method and device
CN104215170A (en) Method of compensating command value for rotation angle
RU2293010C2 (en) Apparatus for enhancing accuracy of turning non-round parts
Li et al. To improve workpiece roundness in precision diamond turning by in situ measurement and repetitive control
KR100805524B1 (en) Apparatus and method for grinding and polishing without tilting axis
US5274564A (en) Method and apparatus for machining a non-circular workpiece
RU2393952C1 (en) Device to increase turning precision
RU2571801C1 (en) Device for lathe machining of noncircular parts
RU2360779C1 (en) Device to facilitate turning out-of-round parts
JP7395067B1 (en) On-machine measurement device, on-machine measurement system, and on-machine measurement method
JP2886253B2 (en) Scale device used for error correction of drive system etc. in NC processing machine
JP4762194B2 (en) Processing apparatus and processing method
JP2886219B2 (en) Error correction device such as drive system in NC machine

Legal Events

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

Effective date: 20180422