RU2698008C1 - Способ адаптивной механической обработки керамических изделий на специальных станках с ЧПУ - Google Patents
Способ адаптивной механической обработки керамических изделий на специальных станках с ЧПУ Download PDFInfo
- Publication number
- RU2698008C1 RU2698008C1 RU2019102315A RU2019102315A RU2698008C1 RU 2698008 C1 RU2698008 C1 RU 2698008C1 RU 2019102315 A RU2019102315 A RU 2019102315A RU 2019102315 A RU2019102315 A RU 2019102315A RU 2698008 C1 RU2698008 C1 RU 2698008C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- processing
- machine
- workpiece
- control program
- articles
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q15/00—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
- B23Q15/007—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work while the tool acts upon the workpiece
- B23Q15/12—Adaptive control, i.e. adjusting itself to have a performance which is optimum according to a preassigned criterion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B1/00—Processes of grinding or polishing; Use of auxiliary equipment in connection with such processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B51/00—Arrangements for automatic control of a series of individual steps in grinding a workpiece
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области механической обработки изделий из различных материалов и может быть использовано при обработке изделий из керамики. Осуществляют адаптивную механическую обработку керамических изделий на станках с ЧПУ, которая включает установку заготовки на станке, измерение геометрических параметров и базовых поверхностей заготовки с использованием средств станка в виде измерительного датчика и обработку заготовки по управляющей программе. В процессе обработки производят корректировку скорости подачи суппорта станка в зависимости от показаний измерительного датчика потребляемой мощности, расположенного в электрошпинделе обрабатывающего узла станка. При выходе показаний мощности за установленный диапазон значений обработка прерывается с выдачей аварийного сигнала. Операцию подготовки управляющей программы для станка дополняют процедурой автоматического измерения номинальной мощности с помощью датчика электрошпинделя на эталонном изделии для каждого кадра управляющей программы. В результате повышается качество обработки изделий из керамики и снижаются затраты времени на контроль процесса обработки.
Description
Изобретение относится к керамической отрасли промышленности и преимущественно может быть использовано при механической обработке керамических изделий.
Известен способ адаптивной обработки криволинейных поверхностей деталей из керамических материалов на примере изготовления наружного контура антенного обтекателя летательного аппарата (диссертация и автореферат по ВАК 05.13.06, 05.02.07, кандидат технических наук Д.А. Королев, тема работы «Автоматизация технологического процесса механической обработки и контроля оболочек двойной кривизны из керамических материалов») на примере головного антенного обтекателя летательного аппарата и устройство его реализующее (патент РФ №2492990, МПК В24В 49/10, В24В 5/16 опубл. 20.09.2013).
В данном способе специализированная САМ-система, работающая на базе специализированного станка с ЧПУ, на основе требуемого контура детали, результатов измерения геометрических размеров абразивного инструмента формирует управляющую программу в виде перечня координат, по которым осуществляется перемещение обрабатывающего узла с заданной постоянной скоростью.
Недостатком известного способа является неравномерный съем материала по высоте изделия, который приводит к снижению точности и увеличению длительности обработки, за счет большего числа предварительных проходов.
Известно изобретение способ и устройство управления точностью обработки деталей (патент РФ №2379169, МПК B23Q 15/00, опубл. 20.01.2010), включающий определение значения силы резания по заданной формуле, сравнение полученного значения на компьютере с текущим значением силы резания, поступающим от силометрического датчика, корректировку подачи и скорости резания в нечетко заданном интервале на этапе проектирования управляющей программы.
Недостатком известного способа является его направленность на обработку деталей режущим инструментом. В случае обработки керамических деталей посредством шлифовки, требуется установка силометрического датчика на основание электрошпинделя, что не обеспечивает необходимой точности измерений, так как вибрация электрошпинделя приводит к значительным искажениям показаний датчика. Использование в составе станка сложного аналитического устройства, производящего обработку сигнала с целью устранения помех, не обеспечивает необходимого быстродействия.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ адаптивной обработки изделий на станках с ЧПУ (патент РФ №2528923, МПК B23Q 15/12, опубл. 20.09.2014), включающий установку заготовки на станке, измерение геометрических параметров, предназначенных к обработке, и базовых поверхностей заготовки, использование средств станка в виде контактного измерительного датчика, по результатам которых интегрированная программа (программная подсистема CAIT) обеспечивает распознавание конструкторско-технологических элементов (КТЭ) модели заготовки, на основе чего осуществляется установка параметров технологического процесса и производится обработка заготовки по управляющей программе.
Недостатком известного способа является узкая направленность на обработку изделий с известными и фиксированными в узком диапазоне параметрами плотности и обрабатываемости материала. В случае обработки изделий из керамики, характеризующихся высокой прочностью и хрупкостью, изменяющихся в широких пределах, в пределах одной заготовки требуется корректировка подачи инструмента непосредственно в процессе, либо задание минимально возможной скорости обработки. Отсутствие контроля за износом абразивного инструмента в процессе обработки, может привести к разрушению заготовки, в следствие давления инструмента без съема материала.
Техническим результатом изобретения является повышение скорости и качества обработки изделий из керамики, снижение затрат рабочего времени на контроль процесса обработки детали со стороны оператора и брака вызванным чрезмерным давлением инструмента на заготовку в процессе обработки.
Технический результат достигается тем, что предложен способ адаптивной механической обработки керамических изделий на специальных станках с ЧПУ, включающий установку заготовки на станке, измерение геометрических параметров и базовых поверхностей заготовки с использованием средств станка в виде измерительного датчика, отличающийся тем, что при обработке заготовки осуществляется корректировка скорости подачи суппорта станка, в зависимости от показаний датчика потребляемой мощности, находящегося в электрошпинделе обрабатывающего узла, выход показаний мощности за установленный диапазон прерывает обработку с выдачей аварийного сигнала оператору, операция подготовки управляющей программы для станка дополняется процедурой автоматического измерения номинальной мощности с датчика электрошпинделя на эталонном изделии (обучение) для каждого кадра управляющей программы.
Для реализации описываемого способа авторами был использован специальный станок под управлением ЧПУ с дополнительно установленным программным модулем адаптивной обработки и электрошпинделем.
В ходе апробации способа была проведена обработка участков керамической заготовки инструментами трех типов: алмазный круг диаметром 100 мм, алмазный круг диаметром 32 мм, зенкером и имитация столкновения инструмента с заготовкой.
Целевое значение поддерживаемой мощность определялось из расчета нагрузки на инструмент в процессе обработки с подачей 25 мм/мин.
По результатам сравнительных испытаний предлагаемого способа установлено следующее:
Измерение 1. Длительность обработки участка заготовки алмазным кругом диаметра 100 мм: обычным способом - 8 циклов по 30 минут при подаче 25 мм/мин, всего 240 минут; предлагаемым способом - подача от 20 до 45 мм/мин в зависимости от нагрузки на инструмент с длительностями циклов в 12, 17, 20, 24, 28, 30, 30, 30 минут, всего 191 минута, на 13% быстрее.
Измерение 2. Длительность обработки участка заготовки алмазным кругом диаметра 32 мм: обычным способом - 5 циклов по 16 минут при подаче 12 мм/мин, всего 80 минут, предлагаемым способом - подача от 10 до 16 мм/мин в зависимости от нагрузки на инструмент с длительностями циклов в 10, 12, 14, 16, 16 минут, всего 68 минут, на 15% быстрее.
Измерение 3. Длительность обработки участка заготовки зенкером: обычным способом - 6 циклов по 12 минут при подаче 8 мм/мин, всего 72 минуты, предлагаемым способом - подача от 6 до 12 мм/мин в зависимости от нагрузки на инструмент с длительностями циклов в 6, 8, 10, 12, 12, 12 минут, всего 60 минут, на 17% быстрее.
При моделировании столкновения заготовки и инструмента производится замедление и остановка перемещения инструмента, при достижении настраиваемого порогового значения нагрузки на шпиндель, исключая риск разрушения инструмента и изделия в процессе выполнения операции.
По итогам испытаний установлено, что применение предлагаемого способа адаптивного управления обеспечивает сокращение среднего времени обработки керамических деталей на 15%.
Claims (1)
- Способ адаптивной механической обработки керамических изделий на станках с ЧПУ, включающий установку заготовки на станке, измерение геометрических параметров и базовых поверхностей заготовки с использованием измерительных средств станка, подготовку управляющей программы для станка и обработку заготовки по управляющей программе, отличающийся тем, что в процессе обработки заготовки осуществляют корректировку скорости подачи суппорта станка в зависимости от показаний измерительного датчика потребляемой мощности, расположенного в электрошпинделе обрабатывающего узла станка, и при выходе показаний мощности за установленный диапазон значений обработку прерывают с подачей аварийного сигнала оператору, при этом при подготовке управляющей программы для станка на эталонном изделии дополнительно осуществляют автоматическое измерение номинальной мощности с помощью упомянутого датчика электрошпинделя для каждого кадра управляющей программы.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019102315A RU2698008C1 (ru) | 2019-01-28 | 2019-01-28 | Способ адаптивной механической обработки керамических изделий на специальных станках с ЧПУ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019102315A RU2698008C1 (ru) | 2019-01-28 | 2019-01-28 | Способ адаптивной механической обработки керамических изделий на специальных станках с ЧПУ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2698008C1 true RU2698008C1 (ru) | 2019-08-21 |
Family
ID=67733668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019102315A RU2698008C1 (ru) | 2019-01-28 | 2019-01-28 | Способ адаптивной механической обработки керамических изделий на специальных станках с ЧПУ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2698008C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2799962C1 (ru) * | 2022-10-20 | 2023-07-14 | Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие" Технология" им. А.Г. Ромашина" | Способ обработки сложнопрофильных поверхностей керамических изделий на станках с ЧПУ с использованием метода адаптивного шлифования |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1618584A1 (ru) * | 1987-04-14 | 1991-01-07 | Предприятие П/Я Г-4086 | Устройство дл адаптивного управлени станком |
| RU2379169C2 (ru) * | 2008-03-11 | 2010-01-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Курский государственный технический университет | Способ и устройство управления точностью обработки деталей |
| UA48337U (ru) * | 2009-10-16 | 2010-03-10 | Кировоградский Национальный Технический Университет | Способ обработки на станках с чпу |
| RU2528923C2 (ru) * | 2012-03-11 | 2014-09-20 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Саратовский Государственный Университет Имени Н.Г. Чернышевского" | Способ адаптивной обработки изделий на станках с чпу |
-
2019
- 2019-01-28 RU RU2019102315A patent/RU2698008C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1618584A1 (ru) * | 1987-04-14 | 1991-01-07 | Предприятие П/Я Г-4086 | Устройство дл адаптивного управлени станком |
| RU2379169C2 (ru) * | 2008-03-11 | 2010-01-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Курский государственный технический университет | Способ и устройство управления точностью обработки деталей |
| UA48337U (ru) * | 2009-10-16 | 2010-03-10 | Кировоградский Национальный Технический Университет | Способ обработки на станках с чпу |
| RU2528923C2 (ru) * | 2012-03-11 | 2014-09-20 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Саратовский Государственный Университет Имени Н.Г. Чернышевского" | Способ адаптивной обработки изделий на станках с чпу |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2799962C1 (ru) * | 2022-10-20 | 2023-07-14 | Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие" Технология" им. А.Г. Ромашина" | Способ обработки сложнопрофильных поверхностей керамических изделий на станках с ЧПУ с использованием метода адаптивного шлифования |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2863768C (en) | Real-time numerical control tool path adaptation using force feedback | |
| US9229442B2 (en) | In-process compensation of machining operation and machine arrangement | |
| JP4824166B2 (ja) | 工作物の皮むき研削におけるプロセスガイドのための方法及び研削盤 | |
| CN204736026U (zh) | 具有实时检测功能的数控车床 | |
| CN108081134B (zh) | 砂轮廓形原位检测系统、方法以及砂轮廓形误差补偿方法 | |
| MX2021011255A (es) | Metodo para supervision automatica del proceso durante la rectificacion continua. | |
| CN112775731B (zh) | 磨削系统 | |
| EP1404486B1 (en) | Apparatus and method for checking the machining process of a machine tool | |
| Liu et al. | Grinding force control in an automatic surface finishing system | |
| RU2698008C1 (ru) | Способ адаптивной механической обработки керамических изделий на специальных станках с ЧПУ | |
| US20180369980A1 (en) | Smart Grinding Machine that Detects Grinding Process Automatically | |
| CN107633122B (zh) | 一种基于功率信号的磨削烧伤监控方法 | |
| US11759906B2 (en) | Machine tool | |
| CN109531260B (zh) | 基于切削力的超精密加工中心误差在线辩识与补偿方法 | |
| CN104097087A (zh) | 具有导轨面的长轴类零件精刨检验用夹具及加工方法 | |
| CN111823138A (zh) | 网络物理系统型生产系统 | |
| CN115213818A (zh) | 基于力传感器的机器人打磨初始定位补偿方法及系统 | |
| CN102081375A (zh) | 一种数控机床的自动跟随加工方法 | |
| WO2018163390A1 (ja) | 研削方法及び研削装置 | |
| CN203804681U (zh) | 精密压铸模具加工在线检测装置 | |
| RU2799962C1 (ru) | Способ обработки сложнопрофильных поверхностей керамических изделий на станках с ЧПУ с использованием метода адаптивного шлифования | |
| RU2715580C1 (ru) | Способ управления рабочим циклом процесса шлифования | |
| Westkämper | Supervision of quality in process chains by means of learning process models | |
| RU2034692C1 (ru) | Способ управления круглым врезным шлифованием при работе в цикле | |
| JPS6316945A (ja) | エアカツト時間を短縮する旋削加工方法 |