RU48164U1 - PRECISION STROGAL MACHINE OF AUTOMATED ENGRAVING COMPLEX - Google Patents

PRECISION STROGAL MACHINE OF AUTOMATED ENGRAVING COMPLEX Download PDF

Info

Publication number
RU48164U1
RU48164U1 RU2005116771/22U RU2005116771U RU48164U1 RU 48164 U1 RU48164 U1 RU 48164U1 RU 2005116771/22 U RU2005116771/22 U RU 2005116771/22U RU 2005116771 U RU2005116771 U RU 2005116771U RU 48164 U1 RU48164 U1 RU 48164U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tool
machine
workpiece
axis
spindle
Prior art date
Application number
RU2005116771/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
С.Ю. Вязалов
А.В. Трачук
А.В. Чеглаков
А.В. Курочкин
В.В. Павлов
А.Г. Писарев
Е.М. Метельский
В.С. Солдатченков
В.А. Чекмарев
А.И. Климов
А.И. Мочалов
Я.М. Ашкиназий
В.А. Чеглаков
А.В. Журавлев
С.Г. Зарубин
Original Assignee
Научно-исследовательский институт Гознака
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=35850380&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=RU48164(U1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Научно-исследовательский институт Гознака filed Critical Научно-исследовательский институт Гознака
Priority to RU2005116771/22U priority Critical patent/RU48164U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU48164U1 publication Critical patent/RU48164U1/en

Links

Abstract

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована при автоматизированной обработке строганием изделий со сложным пространственным профилем фрагментов рисунка законченной гравюры в функциональном слое изделия. Станок содержит: станину 1 с вертикальной стойкой 2; шпиндельную бабку 3 с вращающимся шпинделем 4; салазки 7; основной стол 9, установленный на салазках 7; позиционирующее устройство для пространственной ориентации заготовки; оптико-электронную измерительную систему для контроля и коррекции положения вершины и/или режущей кромки инструмента 12. Особенностями конструкции станка является следующее. Станок дополнительно содержит средства оцифровки рабочей поверхности функционального слоя заготовки, выполненные с возможностью передачи результатов оцифровки в память управляющего компьютера системы ЧПУ для обеспечения коррекции исходных управляющих программ. Оптико-электронная измерительная система включает один телевизионный компьютерный микроскоп 34. который стационарно закреплен на основном столе 9 станка таким образом, что главная оптическая ось его объектива 35 ориентирована по направления возвратно-поступательного перемещения основного стола 9 и координатно адаптирована с нулевой точкой базовой системы XYZ отсчета станка и нулевой точкой исходных управляющих программ. Средство крепления инструмента 12 расположено непосредственно на шпинделе 4 с возможностью обеспечения соосности продольной оси инструмента 12 с осью вращения шпинделя 4. Продольные оси плоских пружин 27 фиксирующих узлов 23 устройства для пространственной ориентации заготовки расположены одна относительно другой под углами отличными от 0° или 180(и ориентированы вдоль базовой плоскости 30 установочного элемента 14 под углом, близким или равным 0° или 180°. Самоустанавливающиеся поверхности жестко закрепленных на базовом элементе 13 опорных элементов 19 периферийных опорных узлов 16 выполнены цилиндрическими.The utility model relates to the field of mechanical engineering and can be used for automated planing of products with a complex spatial profile of fragments of a finished engraving in the functional layer of the product. The machine tool contains: a bed 1 with a vertical stand 2; headstock 3 with a rotating spindle 4; skid 7; the main table 9 mounted on the slide 7; positioning device for the spatial orientation of the workpiece; optical-electronic measuring system for monitoring and correcting the position of the apex and / or cutting edge of the tool 12. The design features of the machine are as follows. The machine further comprises means of digitizing the working surface of the workpiece functional layer, configured to transmit the results of digitization in the memory of the control computer of the CNC system to provide correction of the original control programs. The optical-electronic measuring system includes one television computer microscope 34. which is fixedly mounted on the main table 9 of the machine so that the main optical axis of its lens 35 is oriented in the direction of the reciprocating movement of the main table 9 and coordinate adapted with the zero point of the base system XYZ reference machine and zero point source control programs. The tool mounting means 12 is located directly on the spindle 4 with the possibility of aligning the longitudinal axis of the tool 12 with the axis of rotation of the spindle 4. The longitudinal axis of the flat springs 27 of the fixing nodes 23 of the device for the spatial orientation of the workpiece are located relative to each other at angles other than 0 ° or 180 (and are oriented along the base plane 30 of the mounting element 14 at an angle close to or equal to 0 ° or 180 °. The self-aligning surfaces of the supporting electrically fixed on the base element 13 The elements 19 of the peripheral support nodes 16 are cylindrical.

Description

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть, преимущественно, использована при автоматизированной механической обработке изделий со сложным пространственным профилем фрагментов рисунка законченной гравюры, формируемой посредством обработки строганием (строгальным резцом) на рабочей поверхности функционального слоя заготовки (например, металлографских модельных форм для производства денежных знаков и иных ценных бумаг) посредством прецизионных строгальных станков с системой числового программного управления (ЧПУ) автоматизированных гравировальных комплексов.The utility model relates to the field of mechanical engineering and can be mainly used in automated mechanical processing of products with a complex spatial profile of fragments of a finished engraving pattern formed by processing by planing (planing cutter) on the working surface of the workpiece functional layer (for example, metallographic model forms for the production of cash signs and other securities) through precision planing machines with a numerical control system ( CNC) automated engraving systems.

Из уровня техники известен прецизионный строгальный станок автоматизированного гравировального комплекса, содержащий станину, устройство для крепления и перемещения инструмента, а также устройства для пространственного позиционирования и перемещения заготовки, связанные с системой обеспечения перемещения соответствующих узлов этих устройств. Устройство для крепления и перемещения инструмента выполнено в виде шпиндельной бабки, закрепленной на вертикальной стойке и включающей гильзу и основной шпиндель, установленные в корпусе шпиндельной бабки и кинематически связанные с последней и между собой с возможностью вертикального перемещения и ограниченного поворота, соответственно. На нижнем торце основного шпинделя закреплен плансуппорт с ползуном. Последний включает средства для закрепления инструмента и кинематически связан с плансуппортом с возможностью радиального перемещения относительно оси поворота упомянутого основного шпинделя. Устройства для пространственного позиционирования и перемещения заготовки выполнены в виде крестового стола с размещенным на нем поворотным столом, на планшайбе которого установлено средство для пространственной ориентации заготовки. Кроме того станок снабжен: дополнительным сверлильно-фрезерным шпинделем, установленным на вертикальной стойке параллельно The prior art precision planing machine for an automated engraving complex comprising a bed, a device for attaching and moving a tool, as well as a device for spatial positioning and moving a workpiece associated with a system for ensuring the movement of the respective nodes of these devices. The device for fastening and moving the tool is made in the form of a headstock mounted on a vertical stand and including a sleeve and a main spindle installed in the headstock body and kinematically connected with the latter and with each other with the possibility of vertical movement and limited rotation, respectively. At the lower end of the main spindle, a support platform with a slider is fixed. The latter includes means for securing the tool and is kinematically connected with the support plan with the possibility of radial movement relative to the axis of rotation of the said main spindle. Devices for spatial positioning and movement of the workpiece are made in the form of a cross table with a rotary table placed on it, on the face plate of which there is a means for spatial orientation of the workpiece. In addition, the machine is equipped with: an additional drilling and milling spindle mounted on a vertical stand in parallel

основному шпинделю с возможностью автономного вращения и ограниченного автономного вертикального перемещения. При этом сверлильно-фрезерный шпиндель кинематически связан с гильзой шпиндельной бабки с возможностью ограниченного вертикального перемещения совместно с упомянутой гильзой. Станок также снабжен: инструментальным магазином (с приводом его перемещения) установленным на крестовом столе с возможностью функционального взаимодействия с ползуном упомянутого плансуппорта при автоматической смене инструмента; видеоблоком для коррекции положения вершины и/или режущей кромки инструмента, установленным на крестовом столе с возможностью визуализации режущей части инструмента на экране монитора управляющего компьютера; реперным средством для индексации положения заготовки в горизонтальной плоскости, базовая плоскость которого смещена от установочной поверхности планшайбы поворотного стола на постоянную величину, которая функционально является константой станка; а также системой ЧПУ функционально связанной посредством пульта управления с процессором управляющего компьютера.main spindle with the possibility of autonomous rotation and limited autonomous vertical movement. In this case, the drilling and milling spindle is kinematically connected with the spindle head sleeve with the possibility of limited vertical movement together with the said sleeve. The machine is also equipped with: a tool magazine (with a drive for moving it) mounted on the cross table with the possibility of functional interaction with the slider of the said support platform during automatic tool change; a video block for correcting the position of the top and / or cutting edge of the tool mounted on the cross table with the ability to visualize the cutting part of the tool on the monitor screen of the control computer; benchmark means for indexing the position of the workpiece in a horizontal plane, the base plane of which is offset from the mounting surface of the faceplate of the turntable by a constant value, which is functionally a constant of the machine; as well as the CNC system functionally connected through the control panel with the processor of the control computer.

Средство для пространственной ориентации обрабатываемой заготовки содержит связанные между собой базовый и пространственно ориентируемый установочный элементы, расположенные между ними самоустанавливающиеся центральный и регулируемые периферийные опорные узлы с опорными элементами, а также средства фиксации заданного пространственного положения установочного элемента. Базовый и пространственно ориентируемый установочный элементы связаны, по меньшей мере, одним упругим элементом, расположенным в области, ограниченной размещенными в зоне вершин треугольника центрами опорных элементов центрального и периферийных опорных узлов. Каждый периферийный опорный узел выполнен в виде двух опорных элементов с самоустанавливающимися поверхностями, первый из которых жестко закреплен на базовом элементе, а второй (самоустанавливающаяся поверхность которого выполнена сферической) кинематически связан с первым посредством подпружиненного рычага и регулировочного элемента с клиновым профилем. Регулировочный элемент размещен с возможностью перемещения между самоустанавливающимися The tool for the spatial orientation of the workpiece contains interconnected basic and spatially orientated mounting elements located between them self-mounted central and adjustable peripheral support nodes with support elements, as well as means for fixing a given spatial position of the installation element. The basic and spatially oriented installation elements are connected by at least one elastic element located in the region bounded by the centers of the supporting elements of the central and peripheral supporting nodes located in the region of the vertices of the triangle. Each peripheral support node is made in the form of two support elements with self-aligning surfaces, the first of which is rigidly fixed to the base element, and the second (whose self-aligning surface is made spherical) is kinematically connected to the first by means of a spring-loaded lever and an adjusting element with a wedge profile. The adjusting element is arranged to move between the self-aligning

поверхностями упомянутых опорных элементов. Средства фиксации заданного пространственного положения установочного элемента выполнены в виде расположенных по периферии устройства, по меньшей мере, трех фиксирующих узлов, каждый из которых состоит из жестко связанного с базовым элементом средства зажима и плоской пружины. Один конец плоской пружины жестко закреплен на установочном элементе, а другой расположен с возможностью его жесткой фиксации в зоне зажимных элементов упомянутого средства зажима.surfaces of said support elements. Means for fixing a given spatial position of the mounting element is made in the form of at least three locking nodes located on the periphery of the device, each of which consists of clamping means and a flat spring rigidly connected to the base element. One end of the flat spring is rigidly fixed to the mounting element, and the other is located with the possibility of its rigid fixation in the area of the clamping elements of the said clamping means.

Центры сферических опорных элементов каждого опорного узла размещены в вершинах прямоугольного треугольника При этом вершина прямого угла соответствует месту расположения центра сферического опорного элемента центрального опорного узла.The centers of the spherical support elements of each support node are located at the vertices of a right-angled triangle. The vertex of the right angle corresponds to the location of the center of the spherical support element of the central support node.

Видеоблок включает два идентичных (подключенных к монитору управляющего механизмами перемещения станка компьютера) телевизионных компьютерных микроскопа, главные оптические оси микрообъективов которых расположены в плоскостях параллельных плоскости расположения осей «X» и «У» координатной системы отсчета станка и ориентированы вдоль упомянутых осей «X» и «У», при этом величина «z» относительного смещения плоскостей расположения упомянутых оптических осей вдоль оси «Z» координатной системы отсчета станка функционально является константой данного станка (RU, свидетельство на полезную модель №14022).The video block includes two identical (connected to the monitor controlling the movement of the computer machine) television computer microscopes, the main optical axis of the micro-lenses of which are located in planes parallel to the plane of the axes "X" and "U" of the coordinate system of the machine and are oriented along the mentioned axes "X" and “Y”, while the value “z” of the relative displacement of the planes of location of the mentioned optical axes along the axis “Z” of the coordinate system of the machine reference frame is functionally the stant of this machine (RU, utility model certificate No. 14022).

К недостаткам данного известного из уровня техники строгального станка следует отнести сложность конструкции и недостаточную точность позиционирования для целей повышения качества и точности обработки изделий со сложным пространственным профилем микрорельефа рисунка формируемой (в функциональном слое заготовки) гравюры.The disadvantages of this planing machine known from the prior art include the design complexity and insufficient positioning accuracy in order to improve the quality and accuracy of processing products with a complex spatial profile of the microrelief of the pattern of the engraving being formed (in the functional layer of the workpiece).

Объясняется это, во-первых, тем, что в данном известном из уровня техники станке не предусматривается возможность осуществления коррекции управляющих программ системы ЧПУ на отклонение от плоскостности рабочей поверхности функционального слоя заготовки по результатам оцифровки по координатам «z» множества (расположенных с заданным шагом) точек этой поверхности на участке оцифровки (форма и площадь которого This is explained, firstly, by the fact that this known from the prior art machine does not provide for the possibility of correcting control programs of the CNC system to deviate from the flatness of the working surface of the workpiece functional layer according to the results of digitization according to the coordinates “z” of the set (located at a given step) points of this surface in the digitization area (the shape and area of which

регламентируется формой и площадью формируемого на этой поверхности рисунка гравюры).governed by the shape and area of the engraving pattern formed on this surface).

А, во-вторых, тем, что реперная (базовая) координатная система X1Y1Z1 осчета станка (в частности, ее нулевая точка) формируется в отрыве от пространственного положения и микрорельефа рабочей поверхности функционального слоя заготовки.And, secondly, by the fact that the reference (base) coordinate system X 1 Y 1 Z 1 of the machine tool (in particular, its zero point) is formed in isolation from the spatial position and microrelief of the working surface of the workpiece functional layer.

В результате этого позиционирование и отсчет перемещений инструмента в процессе формирования фрагментов объемного рисунка гравюры в функциональном слое заготовки ведут от сформированной нулевой точки реперной системы X1Y1Z1 отсчета согласно управляющим программам системы ЧПУ без учета их дополнительной коррекции по результатам оцифровки.As a result of this, the positioning and counting of tool movements during the formation of fragments of the volumetric engraving pattern in the workpiece functional layer are conducted from the generated zero point of the reference system X 1 Y 1 Z 1 counts according to the CNC control programs without taking into account their additional correction according to the digitization results.

При этом следует учесть, что точность обработки является наиболее важным критерием качества, например, для металлографских модельных форм, используемых в процессе изготовления денежных знаков и иных ценных бумаг, поскольку за счет этого параметра обработки, как правило, обеспечиваются дополнительные степени защиты от подделки упомянутых ценных изделий.It should be noted that the accuracy of processing is the most important quality criterion, for example, for metallographic model forms used in the process of manufacturing banknotes and other securities, because this processing parameter usually provides additional degrees of protection against counterfeiting of the said valuable products.

В основу заявленного конструктивного выполнения прецизионного строгального станка автоматизированного гравировального комплекса была положена задача упрощения его конструкции при обеспечения (с помощью известных из уровня техники средств) упрощения технологии прецизионного позиционирования вершины и, соответственно, режущей части инструмента в трехкоординатной системе отсчета с повышением точности позиционирования для целей повышения качества и точности обработки изделий со сложным пространственным профилем микрорельефа рисунка формируемой (в функциональном слое заготовки) гравюры.The claimed structural design of a precision planing machine of an automated engraving complex was based on the task of simplifying its design while providing (using the means known from the prior art) the simplification of the technology of precision positioning of the apex and, accordingly, the cutting part of the tool in a three-coordinate reference system with increasing positioning accuracy for purposes improving the quality and accuracy of processing products with a complex spatial profile of the microrelief of rice Single formed (in the functional layer preform) prints.

Поставленная задача достигается за счет того, что прецизионный строгальный станок автоматизированного гравировального комплекса, содержащий: станину с вертикальной стойкой; размещенную на стойке шпиндельную бабку с вращающимся по координате С в плоскости ХУ относительно оси Z базовой системы XVZ отсчета станка шпинделем со The task is achieved due to the fact that the precision planing machine of an automated engraving complex, comprising: a bed with a vertical stand; a headstock mounted on a stand with a coordinate C rotating in the X plane with respect to the Z axis of the base system XVZ of the machine reference frame with a spindle with

средствами для крепления инструмента, который размещен в гильзе, кинематически связанной со шпиндельной бабкой посредством шарико-винтового механизма с возможностью возвратно-поступательного перемещения по оси Z; салазки, установленные на станине в горизонтальных направляющих с возможностью возвратно-поступательного перемещения по оси У посредством шарико-винтовою механизма; основной стол, установленный на салазках в горизонтальных направляющих с возможностью возвратно-поступательного перемещения по оси Х посредством шарико-винтового механизма; позиционирующее устройство для пространственной ориентации обрабатываемой заготовки относительно плоскости ХУ, стационарно закрепленное относительно установочной поверхности основного стола; автономные средства привода вышеупомянутых шарико-винтовых механизмов; оптико-электронную измерительную систему для контроля и коррекции положения вершины и/или режущей кромки инструмента относительно базовой системы ХУZ отсчета станка, установленную на основном столе с возможностью визуализации режущей части инструмента на экране монитора управляющего компьютера системы числового программного управления (ЧПУ) посредством исходных управляющих программ, при этом система ЧПУ функционально связана посредством пульта управления с процессором управляющего компьютера, а позиционирующее устройство для пространственной ориентации обрабатываемой заготовки содержит связанные между собой базовый и пространственно ориентируемый установочный элементы, расположенные между ними самоустанавливающиеся центральный и регулируемые периферийные опорные узлы с опорными элементами, а также средства фиксации заданного пространственного положения установочного элемента, при этом базовый и пространственно ориентируемый установочный элементы связаны, по меньшей мере, одним упругим элементом, расположенным в области, ограниченной размещенными в зоне вершин треугольника центрами опорных элементов центрального и периферийных опорных узлов, а каждый периферийный опорный узел выполнен в виде двух опорных элементов с самоустанавливающимися поверхностями, первый из которых жестко закреплен на базовом элементе, а второй, means for fastening the tool, which is placed in a sleeve kinematically connected to the headstock by means of a ball screw mechanism with the possibility of reciprocating movement along the Z axis; a slide mounted on a bed in horizontal guides with the possibility of reciprocating movement along the Y axis by means of a ball screw mechanism; the main table mounted on a slide in horizontal guides with the possibility of reciprocating movement along the X axis by means of a ball screw mechanism; a positioning device for the spatial orientation of the workpiece relative to the XY plane, stationary mounted relative to the mounting surface of the main table; autonomous drive means of the aforementioned ball screw mechanisms; optical-electronic measuring system for monitoring and correcting the position of the tip and / or cutting edge of the tool relative to the base system ХУZ of the machine readout, mounted on the main table with the ability to visualize the cutting part of the tool on the monitor screen of the control computer of a numerical program control (CNC) system using the original control programs while the CNC system is functionally connected through the control panel to the processor of the control computer, and the positioning device for the spatial orientation of the workpiece contains interconnected basic and spatially orientated installation elements located between them self-aligning central and adjustable peripheral support nodes with support elements, as well as means for fixing a given spatial position of the installation element, while the basic and spatially oriented installation elements are connected at least one elastic element located in a region bounded by not the vertices of the triangle by the centers of the support elements of the central and peripheral support nodes, but each peripheral support node is made in the form of two support elements with self-aligning surfaces, the first of which is rigidly fixed to the base element, and the second,

самоустанавливающаяся поверхность которого выполнена сферической, кинематически связан с первым посредством подпружиненного рычага и регулировочного элемента с клиновым профилем, который размещен с возможностью перемещения между самоустанавливающимися поверхностями упомянутых опорных элементов, а средства фиксации заданного пространственного положения установочного элемента выполнены в виде расположенных по периферии устройства, по меньшей мере, трех фиксирующих узлов, каждый из которых состоит из жестко связанного с базовым элементом средства зажима и плоской пружины, один конец которой жестко закреплен на установочном элементе, а другой расположен с возможностью его жесткой фиксации в зоне зажимных элементов упомянутого средства зажима, согласно изобретению, дополнительно включает средства оцифровки рабочей поверхности функционального слоя заготовки, выполненные с возможностью передачи результатов оцифровки в память управляющего компьютера системы ЧПУ для обеспечения коррекции исходных управляющих программ; оптико-электронная измерительная система включает один телевизионный компьютерный микроскоп, который стационарно закреплен на основном столе станка таким образом, что главная оптическая ось его объектива ориентирована по направления возвратно-поступательного перемещения основного стола и координатно адаптирована с нулевой точкой базовой системы ХУZ отсчета станка и нулевой точкой исходных управляющих программ; средство крепления инструмента расположено непосредственно на шпинделе с возможностью обеспечения соосности по оси Z продольной оси инструмента с осью вращения шпинделя по координате С; продольные оси плоских пружин фиксирующих узлов устройства для пространственной ориентации заготовки расположены одна относительно другой под углами отличными от 0° или 180° и ориентированы вдоль базовой плоскости установочного элемента под углом, близким или равным 0° или 180°, а самоустанавливающиеся поверхности жестко закрепленных на базовом элементе опорных элементов периферийных опорных узлов выполнены цилиндрическими.the self-aligning surface of which is made spherical, kinematically connected with the first by means of a spring-loaded lever and an adjusting element with a wedge profile, which is positioned to move between the self-aligning surfaces of the said support elements, and the means for fixing the given spatial position of the installation element are made in the form of at least peripheral devices at least three fixing nodes, each of which consists of a rigidly connected to the base by clamping means and a flat spring, one end of which is rigidly fixed to the mounting element, and the other is located with the possibility of its rigid fixation in the area of the clamping elements of said clamping means, according to the invention, further includes means for digitizing the working surface of the workpiece functional layer, made with the possibility of transmitting the results digitization in the memory of the control computer of the CNC system to ensure the correction of the original control programs; The optoelectronic measuring system includes one television computer microscope, which is stationary mounted on the main table of the machine in such a way that the main optical axis of its lens is oriented in the direction of reciprocating movement of the main table and coordinate adapted with the zero point of the basic system of the machine’s reference frame and the zero point source control programs; tool fastening means is located directly on the spindle with the possibility of ensuring alignment along the Z axis of the longitudinal axis of the tool with the axis of rotation of the spindle along coordinate C; the longitudinal axes of the flat springs of the fixing nodes of the device for the spatial orientation of the workpiece are located relative to each other at angles other than 0 ° or 180 ° and are oriented along the base plane of the mounting element at an angle close to or equal to 0 ° or 180 °, and the self-aligning surfaces are rigidly fixed to the base an element of the supporting elements of the peripheral supporting nodes are made cylindrical.

Целесообразно устройство для пространственной ориентации заготовки размещать непосредственно на установочной поверхности основного стола.It is advisable to place the device for the spatial orientation of the workpiece directly on the mounting surface of the main table.

Оптимально средства фиксации заданного пространственного положения установочного элемента устройства для пространственной ориентации заготовки выполнять в виде трех фиксирующих узлов, в которых продольные оси плоских пружин должны быть ориентированы вдоль сторон равностороннего треугольника.Optimally, the means of fixing the predetermined spatial position of the mounting element of the device for the spatial orientation of the workpiece are performed in the form of three fixing nodes in which the longitudinal axes of the flat springs should be oriented along the sides of an equilateral triangle.

Разумно оптико-электронная измерительная систему оснащать экраном, расположенным в поле зрения объектива телевизионного компьютерного микроскопа позади зоны ввода инструмента в это поле, а также двумя осветителями, один из которых установлен с возможностью осуществления подсветки экрана, а другой - передней поверхности режущей части инструмента.It is reasonable to equip the optoelectronic measuring system with a screen located in the field of view of the television computer microscope lens behind the instrument input zone into this field, as well as two illuminators, one of which is installed with the ability to illuminate the screen, and the other to the front surface of the cutting part of the tool.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками и связями между ними, идентичными всем существенным признакам заявленного технического решения, а выбранный из перечня выявленных аналогов прототип, как наиболее близкий по совокупности признаков аналог, позволил выявить совокупность существенных (по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату) отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле изобретения.The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information and identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed to establish that the applicant did not find an analogue characterized by signs and relationships between them that are identical to all the essential features of the claimed technical solution , and the prototype selected from the list of identified analogues, as the analogue closest in the set of features, made it possible to identify the set of essential (p relative to the applicant sees technical result) distinguishing features in the claimed object set forth in the claims.

Следовательно, заявленное техническое решение соответствует критерию патентоспособности НОВИЗНА по действующему законодательству.Therefore, the claimed technical solution meets the patentability criterion of NOVELTY under current law.

Изобретение иллюстрируется графическими материалами.The invention is illustrated in graphic materials.

Фиг.1 - общий вид станка (вид спереди).Figure 1 - General view of the machine (front view).

Фиг.2 - общий вид станка (вид слева по фиг.1).Figure 2 - General view of the machine (left view of figure 1).

Фиг.3 - пульт ручного управления станка.Figure 3 - remote control of the machine.

Фиг.4 - кинематическая схема станка (вид спереди).Figure 4 is a kinematic diagram of the machine (front view).

Фиг.5 - кинематическая схема станка (вид справа по фиг.4).Figure 5 - kinematic diagram of the machine (right side view of figure 4).

Фиг.6 - общий вид устройства для пространственной ориентации изделий (вид в плане).6 is a General view of the device for the spatial orientation of the products (plan view).

Фиг.7 - сечение А - А по фиг.6Fig.7 is a section a - a in Fig.6

Фиг.8 - вид по стрелке «В» на фиг.7 (с указанием пространственной ориентации продольной оси /штрих пунктирная линия без позиции/ плоской пружины относительно базовой плоскости установочного элемента).Fig. 8 is a view along arrow "B" in Fig. 7 (indicating the spatial orientation of the longitudinal axis / dash dotted line without position / flat spring relative to the base plane of the mounting element).

Фиг.9 - стойка со шпиндельной бабкой (вид сбоку).Fig.9 is a rack with a spindle head (side view).

Фиг.10 - фрагмент стойки (вид спереди).Figure 10 is a fragment of the rack (front view).

Фиг.11 - вид Г по фиг.10.11 is a view G of figure 10.

Фиг.12 - сечение Б-Б по фиг.10.Fig. 12 is a cross-section bB of Fig. 10.

Фиг.13 - шпиндельная бабка (вид сбоку).Fig - headstock (side view).

Фиг.14 - шпиндельная бабка (вид слева по фиг.13).Fig. 14 is a headstock (left view of Fig. 13).

Фиг.15 - оптико-электронная измерительная система.Fig - optoelectronic measuring system.

Фиг.16 - схема оцифровки фрагмента рисунка гравюры.Fig is a diagram of the digitization of a fragment of the engraving.

Фиг.17 - алгоритм оцифровки участка рабочей поверхности заготовки контактными средствами измерения (т.е., контактным методом) посредством индуктивного датчика.17 is an algorithm for digitizing a portion of a workpiece’s working surface by contact measuring means (i.e., by the contact method) by means of an inductive sensor.

Фиг.18 - условная схема коррекции по координатам «x1» и «y1» продольной оси инструмента (проходящей через его вершину) относительно действительной оси вращения шпинделя станка (параллельной оси Z или Z1)Fig. 18 is a schematic diagram of the correction along the coordinates "x 1 " and "y 1 " of the longitudinal axis of the tool (passing through its top) relative to the actual axis of rotation of the machine spindle (parallel to the Z or Z 1 axis)

Станок работает в составе автоматизированного гравировального комплекса для изготовления печатных форм в условиях автоматизированного индивидуального производства продукции под управлением системы ЧПУ.The machine operates as part of an automated engraving complex for the manufacture of printing plates in the conditions of automated individual production of products under the control of a CNC system.

Конструкция прецизионного строгального станка автоматизированного гравировального комплекса описана ниже и включает следующие узлы, механизмы и системы.The design of a precision planing machine for an automated engraving complex is described below and includes the following components, mechanisms and systems.

Станину 1 с вертикальной стойкой 2. Размещенную на стойке 2 шпиндельную бабку 3 с вращающимся (по координате С в плоскости ХУ относительно оси Z базовой системы XYZ отсчета станка) шпинделем 4, оснащенным средствами для крепления инструмента (средства для крепления инструмента расположены непосредственно на шпинделе 4 с возможностью обеспечения соосности по оси Z продольной оси инструмента с осью вращения A bed 1 with a vertical stand 2. A spindle head 3 placed on a stand 2 with a rotating spindle 4 (equipped with tools for fastening the tool (tools for fastening the tool are located directly on the spindle 4) (with the C coordinate in the X plane relative to the Z axis of the XYZ machine reference system) with the possibility of alignment along the Z axis of the longitudinal axis of the tool with the axis of rotation

шпинделя 4 по координате С). Шпиндель 4 размещен в гильзе 5, кинематически связанной со шпиндельной бабкой 3 посредством шарико-винтового механизма (в виде шариковой винтовой пары 6) с возможностью возвратно-поступательного перемещения по оси Z. Салазки 7, установленные на станине 1 в горизонтальных направляющих с возможностью возвратно-поступательного перемещения по оси У посредством шарико-винтового механизма (в виде шариковой винтовой пары 8). Основной стол 9, установленный на салазках 7 в горизонтальных направляющих с возможностью возвратно-поступательного перемещения по оси Х посредством шарико-винтового механизма (в виде шариковой винтовой пары 10). Позиционирующее устройство для пространственной ориентации обрабатываемой заготовки относительно плоскости ХУ, стационарно закрепленное относительно установочной поверхности основного стола 9 (преимущественно, непосредственно на установочной поверхности основного стола 9). Автономные средства привода вышеупомянутых шарико-винтовых механизмов (например, в виде электродвигателей 11 модели Siemens IFK60GO-6AFN-IAAO). Оптико-электронную измерительную систему для контроля и коррекции положения вершины и/или режущей кромки инструмента относительно базовой системы XYZ отсчета станка. Данная система установлена на основном столе 9 с возможностью визуализации режущей части инструмента 12 на экране монитора управляющего компьютера системы ЧПУ посредством исходных управляющих программ (при этом система ЧПУ функционально связана посредством пульта управления с процессором управляющего компьютера). Средства оцифровки рабочей поверхности функционального слоя заготовки, выполненные с возможностью передачи результатов оцифровки в память управляющего компьютера системы ЧПУ для обеспечения коррекции исходных управляющих программ.spindle 4 at coordinate C). The spindle 4 is placed in the sleeve 5, kinematically connected with the spindle head 3 by means of a ball screw mechanism (in the form of a ball screw pair 6) with the possibility of reciprocating movement along the Z axis. The slide 7 mounted on the frame 1 in horizontal guides with the possibility of reciprocating translational movement along the Y axis by means of a ball screw mechanism (in the form of a ball screw pair 8). The main table 9, mounted on a slide 7 in horizontal guides with the possibility of reciprocating movement along the X axis by means of a ball screw mechanism (in the form of a ball screw pair 10). A positioning device for the spatial orientation of the workpiece relative to the XY plane, stationary mounted relative to the mounting surface of the main table 9 (mainly directly on the mounting surface of the main table 9). Autonomous drive means of the aforementioned ball screw mechanisms (for example, in the form of electric motors 11 of the Siemens IFK60GO-6AFN-IAAO model). Optoelectronic measuring system for monitoring and correcting the position of the tip and / or cutting edge of the tool relative to the basic XYZ reference system of the machine. This system is installed on the main table 9 with the ability to visualize the cutting part of the tool 12 on the monitor screen of the control computer of the CNC system using the original control programs (the CNC system is functionally connected via the control panel to the processor of the control computer). Means of digitizing the working surface of the functional layer of the workpiece, made with the possibility of transferring the results of digitization to the memory of the control computer of the CNC system to provide correction of the original control programs.

Позиционирующее устройство для пространственной ориентации обрабатываемой заготовки содержит связанные между собой базовый и пространственно ориентируемый установочный элементы 13 и 14, соответственно. Расположенные между ними самоустанавливающиеся центральный опорный узел 15 и регулируемые периферийные опорные узлы 16 The positioning device for the spatial orientation of the workpiece contains interconnected base and spatially oriented installation elements 13 and 14, respectively. The self-aligning central support unit 15 located between them and the adjustable peripheral support units 16

с опорными элементами 17. А также средства фиксации заданного пространственного положения установочного элемента 14. При этом базовый элемент 13 и пространственно ориентируемый установочный элемент 14 связаны, по меньшей мере, одним упругим элементом 18, расположенным в области, ограниченной размещенными в зоне вершин треугольника центрами опорных элементов 17 центрального опорного узла 15 и периферийных опорных узлов 16. Каждый периферийный опорный узел 16 выполнен в виде двух опорных элементов 19 и 20 с самоустанавливающимися поверхностями, первый из которых (элемент 19) жестко закреплен на базовом элементе 13, а второй (элемент 20, самоустанавливающаяся поверхность которого выполнена сферической) кинематически связан с первым посредством подпружиненного рычага 21 и регулировочного элемента 22 с клиновым профилем, который размещен с возможностью перемещения между самоустанавливающимися поверхностями упомянутых опорных элементов 19 и 20. Средства фиксации заданного пространственного положения установочного элемента 14 выполнены в виде расположенных по периферии устройства, по меньшей мере, трех фиксирующих узлов 23, каждый из которых состоит из жестко связанного с базовым элементом 13 средства зажима (выполненного, например, в виде двух связанных с базовым элементом 13 взаимоподвижных, преимущественно, подпружиненных одна относительно другой посредством пружины 24 зажимных губок 25 и 26) и плоской пружины 27. Зажимная губка 25 жестко закреплена на базовом элементе 13, а взаимное перемещение зажимных губок 25 и 26 осуществляется посредством резьбовой пары (в виде винта 28 и гайки 29) и пружины 24. Один конец плоской пружины 27 жестко закреплен на установочном элементе 14, а другой расположен с возможностью его жесткой фиксации в зоне зажимных элементов (губок 25 и 26) упомянутого средства зажима. Продольные оси (на фиг.8 ось обозначена штрих-пунктирной линией) плоских пружин 27 фиксирующих узлов 23 устройства для пространственной ориентации заготовки расположены одна относительно другой под углами отличными от 0° или 180° и ориентированы вдоль базовой плоскости 30 установочного элемента под углом, близким или равным 0° или 180°. Самоустанавливающиеся поверхности жестко закрепленных на базовом with supporting elements 17. As well as means for fixing a predetermined spatial position of the mounting element 14. In this case, the base element 13 and the spatially oriented mounting element 14 are connected by at least one elastic element 18 located in the region bounded by the support centers located in the region of the vertices of the triangle. elements 17 of the Central support node 15 and peripheral support nodes 16. Each peripheral support node 16 is made in the form of two support elements 19 and 20 with self-aligning surfaces, ne the first of which (element 19) is rigidly fixed to the base element 13, and the second (element 20, the self-aligning surface of which is made spherical) is kinematically connected to the first by means of a spring-loaded lever 21 and an adjusting element 22 with a wedge profile, which is arranged to move between the self-aligning surfaces said supporting elements 19 and 20. Means for fixing a predetermined spatial position of the mounting element 14 are made in the form located on the periphery of the device, at least three locking nodes 23, each of which consists of clamping means rigidly connected to the base element 13 (made, for example, in the form of two mutually movable, mainly spring-connected, relative to the base element 13 spring-loaded clamping jaws 24 25 and 26 ) and the flat spring 27. The clamping jaw 25 is rigidly fixed to the base element 13, and the mutual movement of the clamping jaws 25 and 26 is carried out by means of a threaded pair (in the form of a screw 28 and a nut 29) and a spring 24. One end of the flat spring 27 is a gesture kok is fixed on the mounting element 14, and the other is located with the possibility of rigid fixation in the area of the clamping elements (jaws 25 and 26) of the said clamping means. The longitudinal axes (in Fig. 8 the axis is indicated by a dashed line) of the flat springs 27 of the fixing nodes 23 of the device for the spatial orientation of the workpiece are located relative to each other at angles other than 0 ° or 180 ° and are oriented along the reference plane 30 of the installation element at an angle close to or equal to 0 ° or 180 °. Self-aligning surfaces fixed to the base

элементе 13 опорных элементов 19 периферийных опорных узлов 16 выполнены цилиндрическими.element 13 of the supporting elements 19 of the peripheral supporting nodes 16 are cylindrical.

Оптимально средства фиксации заданного пространственного положения установочного элемента устройства для пространственной ориентации заготовки выполнять в виде трех фиксирующих узлов 23, в которых продольные оси плоских пружин 27 ориентированы вдоль сторон равностороннего треугольника.Optimally, the means of fixing the predetermined spatial position of the mounting element of the device for the spatial orientation of the workpiece are performed in the form of three fixing nodes 23, in which the longitudinal axes of the flat springs 27 are oriented along the sides of an equilateral triangle.

На верхней базовой плоскости 30 установочного элемента 14 могут быть размещены упор 31, две шкалы 32 и две планки 33, перемещаемые и закрепляемые в пазах установочного элемента 14. Планка 33, сопряженная со шкалой 32, перемещается к центру на величину, равную половине ширины обрабатываемой заготовки и выставляется параллельно ходу основного стола 9 (координата X), после чего закрепляется. Вторая планка 33 в процессе перемещения прижимает заготовку к первой планке 33. Таким образом, заготовка базируется в направлении оси Y. В направлении оси Х заготовка подводится к упору 31. После базировки заготовка прижимается к базовой плоскости 30 установочного элемента 14.An emphasis 31, two scales 32 and two strips 33 can be placed on the upper base plane 30 of the mounting element 14, which are movable and fixed in the grooves of the mounting element 14. The strap 33, conjugated with the scale 32, moves to the center by an amount equal to half the width of the workpiece and is set parallel to the course of the main table 9 (coordinate X), after which it is fixed. The second bar 33 in the process of moving presses the workpiece to the first bar 33. Thus, the workpiece is based in the direction of the Y axis. In the direction of the X axis, the workpiece is brought to the stop 31. After basing, the workpiece is pressed to the base plane 30 of the mounting element 14.

Здесь необходимо отметить, что использование в фиксирующих узлах 23 именно плоских пружин 27 (а не жестких пластин или стержней) обеспечивает:It should be noted that the use in the fixing nodes 23 of precisely flat springs 27 (and not rigid plates or rods) provides:

- во-первых, исключение какого-либо изменения выставленного пространственного положения изделия при фиксации соответствующих концов плоских пружин 27 губками 25 и 26 фиксирующих узлов 23 (т.к. в процессе упомянутой фиксации практически исключается какое-либо силовое воздействие на опорные узлы 16, способное изменить их пространственное положение);- firstly, the exclusion of any change in the exposed spatial position of the product when fixing the corresponding ends of the flat springs 27 with the jaws 25 and 26 of the fixing nodes 23 (since during the above-mentioned fixing, any force impact on the supporting nodes 16, capable of change their spatial position);

- а, во - вторых, при наличии и соответствующем взаимном расположении, по меньшей мере, трех таких плоских пружин 27 обеспечивается жесткая (а не упругая) пространственная взаимосвязь базового элемента 13 (в качестве которого может быть использован, например, рабочий стол 9 станка) с установочным элементом 14 в процессе последующего манипулирования изделием, то есть, полностью исключается изменение - and, secondly, with the presence and appropriate mutual arrangement of at least three such flat springs 27, a rigid (and not elastic) spatial interconnection of the base element 13 is provided (for which, for example, the machine table 9 can be used) with the setting element 14 during the subsequent manipulation of the product, that is, the change is completely eliminated

пространственной ориентации изделия в процессе, например, его механической обработки строганием. Следовательно, в рассматриваемом случае совокупность плоских пружин 27 выполняет роль жесткого связующего средства, несмотря на то, что включает только упругие элементы.spatial orientation of the product in the process, for example, machining with planing. Therefore, in the case under consideration, the set of flat springs 27 plays the role of a rigid bonding agent, despite the fact that it includes only elastic elements.

Оптико-электронная измерительная система включает один телевизионный компьютерный микроскоп 34, который стационарно закреплен на основном столе 9 станка таким образом, что главная оптическая ось его объектива 35 ориентирована по направления возвратно-поступательного перемещения основного стола 9 и координатно адаптирована с нулевой точкой базовой системы XYZ отсчета станка и нулевой точкой исходных управляющих программ. Оптико-электронная измерительная система может быть оснащена экраном 36 (расположенным в поле зрения объектива 35 телевизионного компьютерного микроскопа 34 позади зоны ввода инструмента 12 в это поле) а также двумя осветителями 37 и 38, один из которых (осветитель 37) установлен с возможностью осуществления подсветки экрана 36, а другой (осветитель 37)- передней поверхности режущей части инструмента 12.The optoelectronic measuring system includes one television computer microscope 34, which is stationary mounted on the main table 9 of the machine so that the main optical axis of its lens 35 is oriented in the direction of the reciprocating movement of the main table 9 and coordinate adapted with the zero point of the base system XYZ reference machine and zero point source control programs. The optoelectronic measuring system can be equipped with a screen 36 (located in the field of view of the lens 35 of the television computer microscope 34 behind the input area of the instrument 12 into this field) as well as two illuminators 37 and 38, one of which (illuminator 37) is installed with the possibility of illumination screen 36, and the other (illuminator 37) - the front surface of the cutting part of the tool 12.

Станок также может быть оснащен пневмооборудованием, включающем форсунку 39 (установленную с возможностью обдува зоны резания с целью удаления продуктов резания в виде микростружки) и вытяжное устройство 40, размещенное оппозитно форсунке 39 с возможностью отсоса удаляемых продуктов резания из зоны обработки.The machine tool can also be equipped with pneumatic equipment, including a nozzle 39 (installed with the possibility of blowing the cutting zone in order to remove cutting products in the form of micro-chips) and an exhaust device 40 placed opposite the nozzle 39 with the possibility of suction of the removed cutting products from the processing zone.

Пульт ручного управления включает:Manual control panel includes:

- кнопку 41 аварийного отключения приводов;- button 41 emergency shutdown drives;

- кнопку 42 пуска электрооборудования;- button 42 start electrical equipment;

- заглушку 43;- a stub 43;

- кнопки 44 включения/выключения шпинделя 4;- buttons 44 on / off spindle 4;

- кнопки 45 включения/выключения приводов;- buttons 45 on / off drives;

- кнопки 46 выбора режима;- button 46 mode selection;

- кнопки 47 включения/выключения дополнительного оборудования;- buttons 47 on / off additional equipment;

- кнопки 48 выбора оси и скорости подачи;- buttons 48 select the axis and feed rate;

- переключатель 49 выбора скорости вращения шпинделя 4 в процентном отношении;- switch 49 selects the speed of rotation of the spindle 4 in percentage terms;

- переключатель 50 выбора скорости подачи приводов в процентном отношении;- switch 50 selects the feed rate of the drives as a percentage;

- замок 51 выбора наладочной операции.- lock 51 selection of the commissioning operation.

Электрооборудование станка размещено в электрошкафу 52.The electrical equipment of the machine is located in the control cabinet 52.

Прецизионный строгальный станок предназначен для многопроходного строгания сложных рисунков (рельефов) на металлографских формах в автоматическом (или, частично, в полуавтоматическом) режиме в условиях мелкосерийного производства в специально оборудованном помещении (термостатирование, виброизоляция).The precision planing machine is designed for multi-pass planing of complex patterns (reliefs) on metallographic forms in the automatic (or partially semi-automatic) mode in the conditions of small-scale production in a specially equipped room (temperature control, vibration isolation).

Станок создан на базе координатно-расточного станка модели 2431 СФ 10 с использованием его основных корпусных деталей (станина, салазки, стол, стойка, корпус шпиндельной бабки) с их доработкой и оснащением дополнительными узлами и устройствами.The machine was created on the basis of the coordinate boring machine model 2431 SF 10 using its main body parts (bed, slide, table, stand, spindle head housing) with their completion and equipping with additional units and devices.

Например, конструкция стойки 2 со шпиндельной бабкой 3 более подробно приведена на фиг.9 - фиг.12. На стойке 2 смонтированы шпиндельная бабка 3 и противовес. Противовес установлен на стойке 2 посредством кронштейна 53 через проставочные втулки 54. К корпусу шпиндельной бабки 3 посредством хомута 55 прикреплены два тросика 56, несущие (через смонтированные на кронштейне 53 четыре шкива 57), платформу 58 на которой установлены грузы 59 противовеса. Для предотвращения смещения грузов 59 при перемещении шпиндельной бабки 3 в них и в платформе 58 сделаны отверстия, через которые проходит пруток 60, закрепленный на стойке 2 посредством верхней планки 61 и нижней плиты 62.For example, the design of the rack 2 with the headstock 3 is shown in more detail in Fig.9 - Fig.12. Spindle head 3 and a counterweight are mounted on stand 2. The counterweight is mounted on the rack 2 by means of the bracket 53 through the spacer sleeves 54. Two cables 56 are attached to the housing of the headstock 3 by means of a clamp 55, carrying (through four pulleys 57 mounted on the bracket 53), a platform 58 on which counterbalance loads 59 are mounted. To prevent the displacement of loads 59 when moving the headstock 3 in them and in the platform 58, holes are made through which a bar 60 passes, mounted on a rack 2 by means of an upper bar 61 and a lower plate 62.

Общий вид шпиндельной бабки 3 и входящих в нее узлов приведен на фиг.13 и фиг.14. Корпус шпиндельной бабки 3 неподвижно закреплен на стойке 2 станка. Перемещение шпинделя 4 по координате «Z» осуществляется от электродвигателя 11 модели IFK60GO-6AFH-IAAO фирмы Siemens, например, через муфту 63 и шарико-винтовую пару 6 (гайка которой жестко закреплена на корпусе /гильзе 5/ шпинделя 4) по направляющим 64 с помощью шариковых танкеток 65, смонтированных на раме 66. Отсчет перемещений по A General view of the headstock 3 and its constituent nodes is shown in Fig.13 and Fig.14. The housing of the headstock 3 is fixedly mounted on the rack 2 of the machine. The spindle 4 along the “Z” coordinate is moved from the electric motor 11 of the IFK60GO-6AFH-IAAO Siemens model, for example, through a coupling 63 and a ball screw pair 6 (whose nut is rigidly fixed to the housing / sleeve 5 / spindle 4) along the guides 64 sec using ball wedges 65 mounted on the frame 66. Counting movements

координате «Z» производится, например, инкрементным линейным датчиком 67 модели ЛИР7-1-0190, линейка которого закреплена на корпусе шпинделя 4, а считывающая головка - на неподвижной раме 66.the “Z” coordinate is produced, for example, by an incremental linear sensor 67 of the LIR7-1-0190 model, the ruler of which is fixed to the spindle housing 4, and the read head on a fixed frame 66.

Механизм зажима инструмента 12 состоит из инструментального гнезда 68, которое крепится на нижний торец шпинделя 4. Зажим инструмента 12 производится эксцентриком 69 с помощью пружины 70. Разжим осуществляется сжатием пружины 70 с помощью рычага 71. Смену инструмента 12 можно производить в любом удобном для оператора месте (угловом положении шпинделя 4).The clamping mechanism of the tool 12 consists of a tool socket 68, which is mounted on the lower end of the spindle 4. The tool 12 is clamped by an eccentric 69 using a spring 70. The expansion is carried out by compressing the spring 70 using the lever 71. The tool 12 can be changed in any place convenient for the operator (angular position of spindle 4).

Станок оснащен устройством ЧПУ типа CNC модели Sinumerik 840Di и системой подготовки управляющих программ к исполнению на ЧПУ на базе Intel-совместимого персонального компьютера.The machine is equipped with a CNC type Sinumerik 840Di CNC device and a system for preparing control programs for execution on CNC based on an Intel-compatible personal computer.

Основные технические данные и характеристики станка представлены ниже.The main technical data and characteristics of the machine are presented below.

Рабочая поверхность основного стола: ширина - 320 мм, длина -560 мм.The working surface of the main table: width - 320 mm, length -560 mm.

Наибольший ход основного стола 9, не менее: продольный (координата X)-400 мм; поперечный (т.е., ход салазок 7, координата У)-220 мм.The greatest course of the main table 9, not less: longitudinal (coordinate X) -400 mm; transverse (i.e., slide run 7, coordinate Y) -220 mm.

Наибольший ход гильзы 5 со шпинделем 4 шпиндельной бабки 3 (координата Z) не менее 80 мм.The greatest stroke of the sleeve 5 with the spindle 4 of the headstock 3 (coordinate Z) is not less than 80 mm.

Наибольший угол поворота шпинделя 4 (коорд. С), не менее 360° х N.The largest angle of rotation of the spindle 4 (coordinate C), not less than 360 ° x N.

Расстояние от оси шпинделя 4 до стойки 2-320 мм.The distance from the axis of the spindle 4 to the rack is 2-320 mm.

Оптико-электронная измерительная система (система контроля и позиционирования инструмента 12) включает:Optoelectronic measuring system (instrument control and positioning system 12) includes:

- количество телевизионных компьютерных микроскопов 34-1шт.;- the number of television computer microscopes 34-1pcs.;

- разрешающая способность микроскопа 34-1,0 мкм;- the resolution of the microscope is 34-1.0 microns;

поле зрения микроскопа 34 (высота х ширина) - 0,6 х 0,9 мм;field of view of the microscope 34 (height x width) - 0.6 x 0.9 mm;

Скорость рабочих перемещений по координатам (бесступенчатое регулирование):Coordinate working speed (stepless regulation):

- X, У, Z-10...500 мм/мин;- X, Y, Z-10 ... 500 mm / min;

- С (при строгании) - 0,05...14 об/мин.- C (when planing) - 0.05 ... 14 rpm.

Скорость быстрых перемещений по координатам:Speed of quick movements in coordinates:

- Х и У - 2000 мм/мин;- X and Y - 2000 mm / min;

- Z - 600 мм/мин;- Z - 600 mm / min;

- С - 14,0 об/мин.- C - 14.0 rpm.

Количество управляемых координат - 4.The number of controlled coordinates is 4.

Дискретность задания перемещений по координатам:Discreteness of the task of moving in coordinates:

- Х, У и 2-0,1 мкм;- X, Y and 2-0.1 microns;

- С - 0,005 градусов.- C - 0.005 degrees.

Показатели точности станка:Machine accuracy indicators:

- прямолинейность траектории перемещения по координатам Х и У - 2,0 мкм;- the straightness of the trajectory of movement along the coordinates X and Y - 2.0 microns;

- перпендикулярность направления перемещения основного стола 9 (по X) к траектории перемещения салазок 7 (по У) - 2,0 мкм;- perpendicularity of the direction of movement of the main table 9 (X) to the trajectory of the slide 7 (Y) - 2.0 microns;

- параллельность рабочей поверхности позиционирующего устройства для пространственной ориентации обрабатываемой заготовки (т.е., устройства для крепления заготовок) перемещениям по осям Х и У - 3,0 мкм;- the parallelism of the working surface of the positioning device for the spatial orientation of the workpiece (i.e., the device for attaching the workpieces) to movements along the X and Y axes is 3.0 μm;

- радиальное биение контрольной оправки на вылете 20 мм - 1,5 мкм;- radial runout of the control mandrel at a reach of 20 mm - 1.5 microns;

- повторяемость перемещений (одностороннее позиционирование):- repeatability of movements (one-way positioning):

- стола 9 и салазок 7 (координаты Х и У) -±1,0 мкм;- table 9 and slide 7 (coordinates X and Y) - ± 1.0 microns;

- шпинделя 4 шпиндельной бабки 3 (координата Z) -±0,5 мкм.- spindle 4 spindle head 3 (coordinate Z) - ± 0.5 microns.

Характеристики устройства числового программного управления (ЧПУ):Characteristics of a numerical control device (CNC):

- тип устройства - Sinumerik 840Di;- device type - Sinumerik 840Di;

- операционная система - Windows NT;- operating system - Windows NT;

- система кодирования - код ISO;- coding system - ISO code;

- емкость ПЗУ - 256 Кбайт;- ROM capacity - 256 KB;

- емкость ОЗУ - 128 Мбайт;- RAM capacity - 128 MB;

- емкость жесткого диска - 4,2 Гбайт;- the capacity of the hard disk is 4.2 GB;

- емкость дисковода гибких дисков - 1,44 Мбайт;- the capacity of the floppy drive - 1.44 MB;

- количество релейных входов/выходов - 64;- the number of relay inputs / outputs - 64;

- дисплей: тип - TTF; диагональ - 15,1 дюйм.- display: type - TTF; diagonal - 15.1 inch.

Характеристика электрооборудования:Electrical characteristics:

- род тока питающей сети - переменный, трехфазный;- type of current supply network - alternating, three-phase;

- напряжение - 380 В;- voltage - 380 V;

- частота - 50 Гц.- frequency - 50 Hz.

Электродвигатель 11 продольного перемещения основного стола 9 (по оси X):Electric motor 11 for longitudinal movement of the main table 9 (along the X axis):

- номинальная мощность - 0,8 кВт;- rated power - 0.8 kW;

- максимальная частота вращения - 3000 об/мин;- maximum speed - 3000 rpm;

- номинальный момент - 6,0 Нм.- rated torque - 6.0 Nm.

Электродвигатель 11 поперечного перемещения стола 9 (по оси У, т.е., перемещение салазок 7):The electric motor 11 of the transverse movement of the table 9 (along the Y axis, i.e., the movement of the slide 7):

- номинальная мощность - 0,8 кВт;- rated power - 0.8 kW;

- максимальная частота вращения - 3000 об/мин;- maximum speed - 3000 rpm;

- номинальный момент - 6,0 Нм.- rated torque - 6.0 Nm.

Электродвигатель 11 вертикального перемещения шпинделя 4 (по оси Z):The motor 11 of the vertical movement of the spindle 4 (along the Z axis):

- номинальная мощность - 0,8 кВт;- rated power - 0.8 kW;

- максимальная частота вращения - 3000 об/мин;- maximum speed - 3000 rpm;

- номинальный момент - 6,0 Нм.- rated torque - 6.0 Nm.

Электродвигатель 11 поворота шпинделя 4 (по координате С):The electric motor 11 of the rotation of the spindle 4 (coordinate C):

- номинальная мощность - 0,8 кВт;- rated power - 0.8 kW;

- максимальная частота вращения - 6000 об/мин;- maximum speed - 6000 rpm;

- номинальный момент - 1,3 Нм.- rated torque - 1.3 Nm.

Суммарная мощность электрооборудования станка - 8 кВт.The total power of the machine's electrical equipment is 8 kW.

Характеристика пневматического оборудования:Characteristics of pneumatic equipment:

- давление подводимого воздуха -1,0 МПа (10 кГс/см2)- pressure of the supplied air -1.0 MPa (10 kG / cm 2 )

- наибольший расход сжатого воздуха при давлении 1 МПа (10 кГс/ см2) - 0,0027 м3/с (0,16 м3/мин).- the highest flow rate of compressed air at a pressure of 1 MPa (10 kG / cm 2 ) - 0.0027 m 3 / s (0.16 m 3 / min).

Техническая сущность подготовки к работе и работы заявленного прецизионного строгального станка автоматизированного гравировального комплекса заключается в следующем.The technical essence of the preparation for work and operation of the claimed precision planing machine of an automated engraving complex is as follows.

Перед формированием реперной координатной системы X1Y1Z1 осуществляют коррекцию исходных управляющих программ системы ЧПУ (например, типа CNC модели Sinumerik 840Di) на отклонение от плоскостности Before the formation of the reference coordinate system X 1 Y 1 Z 1 carry out the correction of the original control programs of the CNC system (for example, type CNC model Sinumerik 840Di) on the deviation from flatness

рабочей поверхности функционального слоя заготовки. При этом заготовку предварительно закрепляют на установочной поверхности устройства для пространственной ориентации и ориентируют вдоль плоскости ХУ ортогональной координатной системы XYZ отсчета станка (т.е., осуществляют предварительное позиционирование).the working surface of the functional layer of the workpiece. In this case, the workpiece is pre-fixed on the mounting surface of the device for spatial orientation and oriented along the XY plane of the orthogonal coordinate system XYZ of the machine reference (i.e., pre-positioning is performed).

Предварительное позиционирование закрепленной заготовки посредством устройства для пространственной ориентации перед оцифровкой осуществляют посредством определения и регистрации соответствующими средствами измерения значений координат «z», по меньшей мере, трех, не лежащих на одной прямой, точек рабочей поверхности функционального слоя заготовки и последующего выравнивания в диапазоне допустимых отклонений величин этих значений посредством периферийный регулировочных узлов 16 устройства для пространственной ориентации заготовок.The preliminary positioning of the fixed workpiece by means of a device for spatial orientation before digitization is carried out by determining and registering with the appropriate means of measuring the coordinate values “z” of at least three points of the working surface of the workpiece functional layer that do not lie on one straight line and subsequent alignment in the range of permissible deviations the values of these values through peripheral adjusting nodes 16 of the device for spatial orientation of the workpiece approx.

Для осуществления упомянутой коррекции исходных управляющих программ производят оцифровку по координатам «z» множества (расположенных с заданным шагом) точек рабочей поверхности функционального слоя заготовки на участке оцифровки форма и площадь которого регламентируется формой и площадью формируемого на этой поверхности рисунка гравюры. Оцифровку начинают с наиболее удаленной от центра участка оцифровки точки и продолжают посредством сканирования участка оцифровки средствами измерения с обеспечением регистрации значений координаты «z» в каждой точке оцифровки (точность оцифровки обеспечивается в пределах порядка 20...30 мкм) и автоматической коррекции управляющих программ ЧПУ по результатам оцифровки.To carry out the said correction of the initial control programs, the set of points (located at a given step) of the points of the working surface of the workpiece functional layer in the digitizing section is digitized using the z coordinates, the shape and area of which are regulated by the shape and area of the engraving pattern formed on this surface. Digitization starts from the point farthest from the center of the digitization plot and continues by scanning the digitization plot with measuring instruments to ensure registration of the “z” coordinate values at each digitization point (digitization accuracy is ensured within the range of 20 ... 30 μm) and automatic correction of CNC control programs according to the results of digitization.

Оцифровка рабочей поверхности функционального слоя заготовки является технологической операцией, необходимой для корректного формирования рисунка гравюры на этой поверхности. Как правило, поверхность заготовки имеет плавное изменение геометрии (в частности, высоты неровностей относительно плоскости ХУ координатной системы отсчета станка). Чтобы учесть это изменение производится вышеупомянутая оцифровка заготовки. Для этого могут применяться различные известные из уровня техники средства измерения, которые делятся на контактные и Digitization of the working surface of the functional layer of the workpiece is a technological operation necessary for the correct formation of an engraving pattern on this surface. As a rule, the surface of the workpiece has a smooth change in geometry (in particular, the height of the irregularities with respect to the plane XY of the coordinate system of the machine). To account for this change, the aforementioned digitization of the workpiece is performed. For this, various measuring instruments known from the prior art can be used, which are divided into contact and

бесконтактные. Например, индуктивный датчик, используемый в рассматриваемом автоматизированном гравировальном комплексе, является контактным. К бесконтактным средствам измерения относятся, например, интерферометры и лазерные измерители. Последние имеют важное преимущество перед контактными, поскольку нет необходимости подъема/опускания датчика над поверхностью заготовки, для того чтобы не повредить ее зеркальную рабочую поверхность в процессе сканирования. Однако, стоимость лазерного измерителя значительно выше стоимости контактного датчика.contactless. For example, the inductive sensor used in this automated engraving complex is a contact. Non-contact measuring instruments include, for example, interferometers and laser meters. The latter have an important advantage over contact ones, since there is no need to raise / lower the sensor above the surface of the workpiece, so as not to damage its mirror working surface during scanning. However, the cost of a laser meter is significantly higher than the cost of a contact sensor.

Другим недостатком контактного измерителя является наличие в нем инерционного элемента (т.е., пружины), что требует соответствующего учета (в частности - определения временного интервала выдержки для погашения колебательных процессов) при регистрации измеряемого значения.Another disadvantage of a contact meter is the presence of an inertial element (i.e., a spring) in it, which requires appropriate consideration (in particular, determining the exposure time interval for damping oscillatory processes) when registering the measured value.

Оцифровка заготовки осуществляется с помощью, установленного в гнездо 68 держателя инструмента 12 (т.е., шпинделя 4 шпиндельной бабки 3 станка) индуктивного датчика, подключенного к индуктивному преобразователю. Индуктивный преобразователь имеет аналоговый выход, на котором формируется выходной сигнал в виде уровня напряжения. Выходной сигнал, подается на один из входов платы аналогово-цифрового преобразования (АЦП), установленной в персональной электронно-вычислительной машине (ПЭВМ) системы ЧПУ.The workpiece is digitized using an inductive sensor connected to the inductive transducer installed in socket 68 of the tool holder 12 (i.e., spindle 4 of the machine headstock 3). The inductive converter has an analog output on which an output signal is generated in the form of a voltage level. The output signal is fed to one of the inputs of the analog-to-digital conversion (ADC) board installed in a personal electronic computer (PC) of the CNC system.

Для избежания помех, в том числе, вырабатываемых импульсным источником питания индуктивного преобразователя, подключение производится по дифференциальной схеме.To avoid interference, including that generated by a pulsed power source of the inductive converter, the connection is made according to a differential circuit.

На входе платы АЦП максимальному значению (верхняя граница диапазона) соответствует напряжение +5В, а минимальному (нижняя граница диапазона) -5В. Разрядность АЦП составляет 12 бит. Таким образом, при максимальном входном диапазоне ±5В, дискретность составит 0.0025В, следовательно, при максимальном диапазоне измерений индуктивного преобразователя ±100 мкм дискретность измерений составит 0.05 мкм (что на два порядка превышает точность позиционирования по координате Z, обеспечиваемая непосредственно станком).At the input of the ADC board, the maximum value (upper limit of the range) corresponds to + 5V, and the minimum (lower limit of the range) -5V. The resolution of the ADC is 12 bits. Thus, with a maximum input range of ± 5V, the resolution will be 0.0025V, therefore, with a maximum measurement range of an inductive transducer of ± 100 μm, the resolution of measurements will be 0.05 μm (which is two orders of magnitude higher than the positioning accuracy in the Z coordinate provided directly by the machine).

Таким образом, для организации процесса оцифровки, необходимо:Thus, to organize the digitization process, it is necessary:

- определить габариты формируемого на рабочей поверхности функционального слоя заготовки рисунка гравюры;- determine the dimensions formed on the working surface of the functional layer of the workpiece drawing engravings;

- назначить величину шага между соседними точками оцифровки;- assign a step size between adjacent digitization points;

- сформировать набор кадров (команд), для их отработки на станке;- to form a set of frames (teams) for practicing on the machine;

- определить время выдержки, необходимое для погашения колебательных воздействий пружины индуктивного датчика на результат измерения;- determine the exposure time required to cancel the oscillatory effects of the inductive sensor spring on the measurement result;

- организовать последовательный обход каждой из точек оцифровки (т.е., сканирование участка оцифровки).- organize a sequential bypass of each of the digitization points (i.e., scanning a digitization area).

Шаг между соседними точками оцифровки выбирается исходя из плотности элементов рисунка гравюры и качества рабочей поверхности функционального слоя используемой заготовки.The step between adjacent points of digitization is selected based on the density of the elements of the engraving pattern and the quality of the working surface of the functional layer of the workpiece used.

Формирование набора кадров (команд) подразумевает создание последовательности команд для организации процесса оцифровки. Так как применяется контактное средство измерения (т.е., индуктивный датчик), то существует необходимость для поднятия индуктивного датчика над рабочей поверхностью функционального слоя заготовки при его перемещении (в процессе сканирования) к следующей точке оцифровки.The formation of a set of frames (teams) implies the creation of a sequence of commands for organizing the digitization process. Since a contact measuring tool is used (i.e., an inductive sensor), there is a need to raise the inductive sensor above the working surface of the workpiece functional layer when it moves (during scanning) to the next digitizing point.

Алгоритм оцифровки рабочей поверхности функционального слоя заготовки можно представить в виде, как показано на фиг.17 графических материалов.The algorithm for digitizing the working surface of the functional layer of the workpiece can be represented in the form, as shown in Fig.17 graphic materials.

Схема оцифровки фрагмента участка оцифровки рабочей поверхности функционального слоя заготовки представлена на фиг.16 графических материалов (изображен фрагмент заготовки с нанесенной на него сеткой оцифровки).The digitization scheme of a fragment of the digitizing portion of the working surface of the workpiece functional layer is shown in Fig. 16 graphic materials (a fragment of the workpiece with a digitizing grid deposited on it is shown).

Коррекция управляющих программ системы ЧПУ на отклонение от плоскостности рабочей поверхности функционального слоя заготовки на (коррекция по координате Z) учитывает неровности рабочей поверхности функционального слоя заготовки (на которой производится формирование рисунка гравюры). По результатам оцифровки вносятся соответствующие изменения в исходную управляющую программу по координате Z.Correction of control programs of the CNC system to deviate from the flatness of the working surface of the workpiece functional layer by (correction along the Z coordinate) takes into account irregularities of the work surface of the workpiece functional layer (on which the engraving pattern is formed). Based on the results of digitization, appropriate changes are made to the original control program at the coordinate Z.

Для расчета действительной координаты (z0) произвольной токи (РО) (расположенной на участке оцифровки) между точками оцифровки формируются треугольные плоскости, позволяющие определить необходимое приращение (dz) по координате Z.To calculate the actual coordinate (z0) of an arbitrary current (PO) (located on the digitizing section), triangular planes are formed between the digitizing points, which allow determining the necessary increment (dz) from the Z coordinate.

Согласно фиг.16 графических материалов:According to Fig.16 graphic materials:

точка Р0 - это точка, для которой производится коррекция управляющей программы по координате Z;point P0 - this is the point for which the correction of the control program is performed in the coordinate Z;

набор точек P1, P2 и Р3 определяют ближайшую плоскость, охватывающую точку РО, для которой производится коррекция.the set of points P1, P2, and P3 determine the nearest plane that encompasses the point PO for which correction is performed.

Для определения приращения (dz) по координате Z, составляется система уравнений:To determine the increment (dz) by the Z coordinate, a system of equations is compiled:

Решив систему уравнений, величину приращения (dz) по координате Z можно рассчитать по формуле:Having solved the system of equations, the increment (dz) in the Z coordinate can be calculated by the formula:

dz=А·х0+В·у0+Сdz = A · x0 + B · y0 + C

таким образом, новое значение (z1) по координате Z в точке (х0,у0) будет равно:Thus, the new value (z 1 ) along the Z coordinate at the point (x0, y0) will be equal to:

z'=z0+dzz '= z0 + dz

После осуществления операции оцифровки и соответствующей коррекции исходных управляющих программ системы ЧПУ формируют ортогональную реперную координатную систему X1Y1Z1.After the digitization operation and the corresponding correction of the initial control programs of the CNC system, an orthogonal reference coordinate system X 1 Y 1 Z 1 is formed .

Реперную координатную систему X1Y1Z1 формируют от начальной точки (x1=0, y1=0, z1=0) оцифровки (функционально являющейся нулевой точкой этой системы) координаты которой (перед началом обработки) уточняют посредством обеспечения механического контакта вершины инструмента 12 (закрепленного в шпинделе 4 станка) с рабочей поверхностью функционального слоя заготовки в этой точке с последующей адаптацией реперной координатной системы X1Y1Z1 с нулевой точкой отсчета исходных управляющих программ.The reference coordinate system X 1 Y 1 Z 1 is formed from the starting point (x 1 = 0, y 1 = 0, z 1 = 0) of the digitization (which is functionally the zero point of this system), the coordinates of which (before processing) are specified by providing mechanical contact the top of the tool 12 (fixed in the spindle 4 of the machine) with the working surface of the workpiece functional layer at this point, followed by adaptation of the reference coordinate system X 1 Y 1 Z 1 with a zero reference point of the original control programs.

Упомянутую адаптацию осуществляют через пространственную координатную привязку нулевой точки координатной системы X1Y1Z1 к нулевой точке ортогональной координатной системы XYZ отсчета станка, пространственно адаптированной с нулевой точкой отсчета исходных управляющих программ системы числового программного управления (ЧПУ).The mentioned adaptation is carried out through spatial coordinate reference of the zero point of the coordinate system X 1 Y 1 Z 1 to the zero point of the orthogonal coordinate system XYZ of the machine reference, spatially adapted with a zero point of reference of the initial control programs of the numerical program control system (CNC).

Исходные управляющие программы предназначены для формирования фрагментов объемного рисунка гравюры в функциональном слое заготовки, которую (как ранее указывалось) предварительно закрепляют и позиционируют на установочной поверхности устройства для пространственной ориентации относительно плоскости ХУ координатной системы XYZ. Исходные управляющие программы для формирования рисунка гравюры на рабочей поверхности функционального слоя изделия составляется (базируется) от некоторой исходной точки формируемого рисунка гравюры, координаты которой программно адаптированы с вышеупомянутой нулевой точкой отсчета реперной координатной системы X1Y1Z1.The initial control programs are designed to form fragments of a three-dimensional drawing of an engraving in the functional layer of the workpiece, which (as previously indicated) is pre-fixed and positioned on the mounting surface of the device for spatial orientation relative to the XY plane of the XYZ coordinate system. The initial control programs for forming an engraving pattern on the working surface of the product functional layer is compiled (based) from a certain starting point of the engraving pattern being formed, the coordinates of which are programmatically adapted with the aforementioned zero reference point of the reference coordinate system X 1 Y 1 Z 1 .

После завершения формирования и соответствующей привязки реперной координатной системы X1Y1Z1 к нулевой точке отсчета управляющих программ осуществляют позиционирование непосредственно режущей части инструмента (в частности, его вершины) относительно нулевой точки отсчета управляющих программ, координатно адаптированной с координатной системой XYZ станка (т.е., с нулевой точкой этой системы).After completion of the formation and appropriate binding of the reference coordinate system X 1 Y 1 Z 1 to the zero reference point of the control programs, the tool directly positioning the cutting part (in particular, its tip) relative to the zero reference point of the control programs coordinate adapted with the coordinate system XYZ of the machine (t .e., with the zero point of this system).

Для этого осуществляют операции фотографирования передней поверхности режущей части инструмента, позицирования его вершины по трем координатам относительно нулевой точки сформированной реперной системы X1Y1Z1 и коррекции по координатам «x1» и «y1» проходящей через эту вершину продольной оси инструмента 12 относительно параллельной оси Z или Z1 действительной оси вращения шпинделя 4 станка. При этом обеспечивают визуальное отображения результатов упомянутых операций фотографирования, позиционирования и коррекции на экране монитора управляющего механизмами перемещения станка компьютера, а также координатную адаптации этих результатов с управляющими программами системы ЧПУ For this, operations are carried out photographing the front surface of the cutting part of the tool, positioning its vertex in three coordinates relative to the zero point of the formed reference system X 1 Y 1 Z 1 and correcting for the coordinates “x 1 ” and “y 1 ” passing through this vertex of the longitudinal axis of the tool 12 relative to the parallel axis Z or Z 1 of the actual axis of rotation of the spindle 4 of the machine. At the same time, they provide a visual display of the results of the above-mentioned photographing, positioning and correction operations on the monitor screen that controls the movement mechanisms of the computer machine, as well as coordinate adaptation of these results with control programs of the CNC system

Для реализации этих процессов используют оптико-электронную измерительную систему. Данная система включает телевизионный компьютерный микроскоп 34, который (как ранее указывалось) стационарно закрепляют на основном столе станка таким образом, что главная оптическая ось его объектива 35 ориентирована по направления возвратно-поступательного перемещения основного стола 9 станка вдоль осей Х (или X1) соответствующих координатных систем и координатно адаптирована с нулевой точкой координатной системы X1Y1Z1.To implement these processes, an optical-electronic measuring system is used. This system includes a television computer microscope 34, which (as previously indicated) is stationary mounted on the main table of the machine so that the main optical axis of its lens 35 is oriented in the direction of the reciprocating movement of the main table 9 of the machine along the axes X (or X 1 ) of the corresponding coordinate systems and coordinate adapted with zero point coordinate system X 1 Y 1 Z 1 .

Таким образом, переднюю поверхность режущей части инструмента 12 (резца) вводят в поле зрения объектива 35 упомянутого микроскопа 34, его вершину совмещают с перекрестием ортогональных осей на экране монитора, которое расположено на главной оптической оси упомянутого объектива 35, и осуществляют поворот шпинделя 4 шпиндельной бабки 3 станка на угол в пределах 360°.Thus, the front surface of the cutting part of the tool 12 (cutter) is introduced into the field of view of the lens 35 of the aforementioned microscope 34, its apex is aligned with the crosshair of the orthogonal axes on the monitor screen, which is located on the main optical axis of the said lens 35, and the spindle head 4 is rotated 3 machines at an angle within 360 °.

Резец вводится в область поля зрения объектива 35 телевизионного микроскопа 34 в ручном режиме после его заточки и установки в рабочий шпиндель 4 станка. Поворот шпинделя 4 вокруг его оси, по меньшей мере, на угол в 360°, осуществляется для выявления величины радиального смещения в плоскости ХУ (или X1Y1) вершины резца (или продольной оси, проходящей через эту вершину, что равнозначно) относительно реальной оси вращения шпинделя 4. Поправка на величину выявленного смещения вводится в исходную программу ПЭВМ системы ЧПУ с соответствующей коррекцией этой программы в отношении данного конкретного инструмента 12 (резца).The cutter is introduced into the field of view of the lens 35 of the television microscope 34 in manual mode after it is sharpened and installed in the working spindle 4 of the machine. The rotation of the spindle 4 around its axis, at least by an angle of 360 °, is carried out to detect the magnitude of the radial displacement in the plane XU (or X 1 Y 1 ) of the tip of the cutter (or the longitudinal axis passing through this vertex, which is equivalent) relative to the real axis of rotation of the spindle 4. A correction for the magnitude of the detected offset is entered into the initial PC program of the CNC system with the corresponding correction of this program in relation to this particular tool 12 (cutter).

Иными словами, в ручном режиме вершина резца корректируется по центру оптических осей объектива 35 телевизионного микроскопа 34 (визуально отображенных на экране монитора ПЭВМ в увеличенном масштабе), перекрестие которых изначально координатно адаптировано с нулевой точкой отсчета исходных управляющих программ.In other words, in manual mode, the tip of the cutter is adjusted in the center of the optical axes of the lens 35 of the television microscope 34 (visually displayed on a PC monitor on an enlarged scale), the crosshair of which is initially coordinate-adapted with a zero reference point of the original control programs.

В процессе технологического цикла обработки (т.е., после заданного числа отработанных управляющих программ или их файлов) инструмент 12 может автоматически (посредством откорректированной исходной программы ПЭВМ) вводиться в координатно зафиксированную (вышеописанными In the process of the technological cycle of processing (i.e., after a predetermined number of worked out control programs or their files), tool 12 can automatically (by means of the adjusted original PC program) be entered into the coordinate-locked (described above

методами) точку, расположенную в поле зрения телевизионного микроскопа 34 (т.е., точку, совпадающую с перекрестием ортогональных оптических осей объектива 35) для фотографирования режущей части инструмента 12 с целью обеспечения контроля ее качества и оценки пригодности инструмента 12 для дальнейшей обработки. После каждого фотографирования инструмент 12 возвращается (также в автоматическом режиме) ту же точку рабочей поверхности заготовки, на которой был прерван технологический цикл обработки.methods) a point located in the field of view of a television microscope 34 (i.e., a point that coincides with the crosshairs of the orthogonal optical axes of the lens 35) for photographing the cutting part of the tool 12 in order to ensure its quality control and assess the suitability of the tool 12 for further processing. After each photographing, the tool 12 returns (also in automatic mode) the same point on the working surface of the workpiece at which the processing cycle was interrupted.

Прецизионная обработка изделий со сложным пространственным профилем обрабатываемой поверхности (например, металлографских форм, рельеф рисунка формируемых на рабочей поверхности функционального слоя заготовки гравюр которых образован упорядоченным множеством профильных канавок различных размеров и геометрических форм, а также иных изделий с повышенными требованиями к точности обработки в функциональных слоях которых необходимо обеспечить получение рисунка заданной глубины с субмикронным разрешением его структур) требует точного выполнения и сопряжения участков с различной формой и профилем формируемого рельефа. Поскольку размеры используемого для данной обработки инструмента 12 могут быть аттестованы с погрешностью того же порядка, что и технологически заданные допуски на изготовление гравюр, а при смене инструмента 12, кроме того, возникают дополнительные погрешности положения вершины (и, соответственно, режущей кромки) инструмента 12, возникает необходимость после каждой смены инструмента 12 обеспечивать точную проверку фактического положения его вершины (режущей кромки) относительно нулевой точки реперной координатной системы X1Y1Z1 отсчета станка с последующей коррекцией упомянутого фактического положения рабочих элементов инструмента 12 относительно этой координатной системы. Аналогичная ситуация (в отношении необходимости коррекции фактического положения инструмента 12 в координатной системе отсчета станка) может возникнуть и в ряде иных случаев (например, при величине накопленной ошибки перемещения в механизмах позиционирующих узлов станка выше предельно допустимой). Причем при осуществлении обработки изделий со Precision processing of products with a complex spatial profile of the machined surface (for example, metallographic forms, the relief of the pattern formed on the working surface of the functional layer of the engraving blanks which is formed by an ordered set of profile grooves of various sizes and geometric shapes, as well as other products with increased requirements for processing accuracy in functional layers which must be provided to obtain a picture of a given depth with a submicron resolution of its structures) requires accurate about the implementation and pairing of sites with different shapes and profiles of the formed relief. Since the dimensions of the tool 12 used for this processing can be certified with an error of the same order as the technologically specified tolerances for the manufacture of engravings, and when changing the tool 12, in addition, additional errors in the position of the tip (and, accordingly, the cutting edge) of the tool 12 , it becomes necessary after each change of tool 12 to provide an accurate check of the actual position of its top (cutting edge) relative to the zero point of the reference coordinate system X 1 Y 1 Z 1 reference machine with subsequent correction of the said actual position of the working elements of the tool 12 relative to this coordinate system. A similar situation (regarding the need to correct the actual position of the tool 12 in the coordinate system of the machine) can also occur in a number of other cases (for example, when the value of the accumulated error of movement in the mechanisms of the positioning nodes of the machine is above the maximum permissible). Moreover, when processing products with

сложной пространственно ориентируемой структурой формируемого рельефа коррекцию положения вершины (режущей кромки) инструмента 12 необходимо осуществлять по трем координатам X1, у1 и Z1 координатной системы отсчета станка.complex spatial-oriented structure of the formed relief, the correction of the position of the vertex (cutting edge) of the tool 12 must be carried out in three coordinates X 1 , 1 and Z 1 coordinate coordinate system of the machine.

Ввиду того, что, согласно изобретения, визуальное отображение привязки к сформированной реперной системе X1Y1Z1 станка на экране монитора осуществляется в виде пересекающихся под прямым углом соответствующих осей, при соответствующем программном обеспечении в процессе реализации патентуемого способа позиционирования инструмента 12 можно обеспечить измерение геометрических параметров и электронное фотографирование режущей части инструмента 12, например, для создание банка данных инструментов 12 и т.п.Due to the fact that, according to the invention, the visual display of the binding to the formed reference system X 1 Y 1 Z 1 of the machine on the monitor screen is carried out in the form of corresponding axes intersecting at right angles, with the appropriate software in the implementation of the patented method of positioning the tool 12, it is possible to provide measurement geometric parameters and electronic photographing of the cutting part of the tool 12, for example, to create a data bank of tools 12, etc.

В связи с вышеизложенным, целесообразно более подробно рассмотреть вариант реализации способа позиционирования для случая, когда вершина инструмента 12 (а, соответственно, и его продольная ось, проходящая через эту вершину) изменяет свое пространственное положение (в плоскости X1Y1 реперной координатной системы станка) при его повороте совместно со шпинделем 4 на угол в пределах 360°. Такое пространственное изменение положения вершины возможно, например, в тех случаях, когда упомянутая вершина смещена, например, на величину «y1» относительно оси вращения шпинделя 4 станка (ориентированной по оси «Z» координатной системы отсчета станка). Для этого случая вначале необходимо определить величину «у» (или «y1», что равнозначно) упомянутого смещения вершины посредством поворота инструмента 12 совместно со шпинделем 4 в поле зрения объектива 35 компьютерного телевизионного микроскопа 34 и произвести визуальную регистрацию процесса поворота на мониторе управляющего компьютера. После чего необходимо осуществить вышеупомянутую коррекцию управляющих программ в соответствии с вычисленной величиной смещения.In connection with the foregoing, it is advisable to consider in more detail an embodiment of the positioning method for the case when the top of the tool 12 (and, accordingly, its longitudinal axis passing through this top) changes its spatial position (in the plane X 1 Y 1 of the reference coordinate system of the machine ) when it is rotated together with spindle 4 through an angle within 360 °. Such a spatial change in the position of the vertex is possible, for example, in cases where the aforementioned vertex is offset, for example, by a value of "y 1 " relative to the axis of rotation of the spindle 4 of the machine (oriented along the "Z" axis of the coordinate frame of the machine). For this case, first you need to determine the value of "y" (or "y 1 ", which is equivalent) of the aforementioned displacement of the vertex by rotating the tool 12 together with the spindle 4 in the field of view of the lens 35 of the computer television microscope 34 and visually register the process of rotation on the monitor of the control computer . Then it is necessary to carry out the above correction of the control programs in accordance with the calculated offset value.

Схема определения величины вышеупомянутого смещения вершины инструмента 12 (а, соответственно, и его продольной оси, проходящей через эту вершину) представлена на фиг.18 графических материалов.A diagram for determining the magnitude of the aforementioned displacement of the apex of the tool 12 (and, accordingly, of its longitudinal axis passing through this apex) is shown in Fig. 18 of graphic materials.

Согласно данной схеме расчет новых значений (X1 и Y1) координат Х и У вершины резца (или его продольной оси, проходящей через эту вершину) в плоскости XY рассчитывается по следующим формулам:According to this scheme, the calculation of new values (X 1 and Y 1 ) of the X and Y coordinates of the tip of the cutter (or its longitudinal axis passing through this vertex) in the XY plane is calculated by the following formulas:

Х'=Х + Кx · cos(C) + Ку · sin(C) X '= X + K x cos (C) + K y sin (C)

У'=У + Кx · sin(C) - Ку • cos(C), гдеY '= Y + K x · sin (C) - K y • cos (C), where

Ку - величина коррекции по У. Определяется как середина отрезка [X1, X11]. Знак определяется путем определения положения инструмента относительно оси микроскопа: если при повороте резца из положения 90° в положение 270° инструмент располагается справа, то знак плюс, иначе минус;To y - the correction value by Y. It is defined as the middle of the segment [X1, X1 1 ]. The sign is determined by determining the position of the tool relative to the axis of the microscope: if when the tool is rotated from 90 ° to 270 °, the tool is on the right, then the plus sign, otherwise minus;

Кх - величина коррекции по X. Определяется как длина отрезка [Х2, Х21]. Знак определяется в соответствии со следующим правилом: Если инструмент в положении 0° отклонился от оси поворота вправо, то знак минус, иначе плюс;To x is the correction value by X. It is defined as the length of the segment [X2, X2 1 ]. The sign is determined in accordance with the following rule: If the tool at the 0 ° position deviates from the axis of rotation to the right, then the minus sign, otherwise plus;

X1 - новое значение координаты Х с учетом коррекции;X 1 - the new value of the X coordinate, taking into account the correction;

Y1 - новое значение координаты Y с учетом коррекции;Y 1 - the new value of the Y coordinate, taking into account the correction;

С - угол поворота инструмента.C is the angle of rotation of the tool.

Следует учесть, что (согласно данной схеме) движение вдоль плоскости XY осуществляется посредством перемещение стола 9 с заготовкой, а инструмент 12 (или шпиндель 4) может осуществлять движение только вокруг своей оси (координата С).It should be noted that (according to this scheme) the movement along the XY plane is carried out by moving the table 9 with the workpiece, and the tool 12 (or spindle 4) can only move around its axis (coordinate C).

Такая коррекция управляющих программ снижает в процессе последующей обработки примерно в два раза погрешность, возникающую вследствии эксцентричного расположения вершины инструмента 12 относительно оси поворота шпинделя 4.Such correction of control programs during the subsequent processing reduces the error by about half as a result of the eccentric location of the top of the tool 12 relative to the axis of rotation of the spindle 4.

Таким образом позиционирование и отсчет перемещений инструмента 12 в процессе формирования фрагментов объемного рисунка гравюры в функциональном слое заготовки ведут от упомянутой нулевой точки реперной системы X1Y1Z1 согласно исходным управляющим программам системы ЧПУ с учетом коррекции по координатам «x1» и «y1» продольной оси инструмента 12 (проходящей через его вершину) относительно действительной оси вращения шпинделя 4 станка (параллельной оси Z или Z1) а также коррекции по результатам оцифровки.Thus, the positioning and counting of the movements of the tool 12 during the formation of fragments of the volumetric pattern of the engraving in the functional layer of the workpiece are from the mentioned zero point of the reference system X 1 Y 1 Z 1 according to the initial control programs of the CNC system, taking into account the correction along the coordinates “x 1 ” and “y 1 "the longitudinal axis of the tool 12 (passing through its top) relative to the actual axis of rotation of the spindle 4 of the machine (parallel to the axis Z or Z 1 ) as well as correction according to the results of digitization.

Следует отметить, что упомянутые операции фотографирования передней поверхности режущей части инструмента 12, позицирования его вершины по трем координатам относительно нулевой точки сформированной реперной системы X1Y1Z1 и коррекции по координатам «x1» и «y1» продольной оси инструмента 12 относительно действительной оси вращения шпинделя 4 станка посредством оптико-электронной измерительной системы целесообразно осуществлять в прямом и теневом свете. Для этого упомянутую измерительную систему оснащают отражающим экраном 36, расположенным в поле зрения объектива 35 телевизионного компьютерного микроскопа 34 позади зоны ввода инструмента 12 в это поле, а также двумя осветителями 37 и 38. Один из осветителей 37 в этом варианте реализации способа необходимо устанавливать с возможностью осуществления подсветки экрана, а другой осветитель 38 - с возможностью осуществления подсветки передней поверхности режущей части инструмента 12.It should be noted that the above-mentioned operations of photographing the front surface of the cutting part of the tool 12, positioning its vertices in three coordinates relative to the zero point of the formed reference system X 1 Y 1 Z 1 and correction according to the coordinates “x 1 ” and “y 1 ” of the longitudinal axis of the tool 12 relative to the actual axis of rotation of the spindle 4 of the machine through the optoelectronic measuring system, it is advisable to carry out in direct and shadow light. To do this, the said measuring system is equipped with a reflective screen 36 located in the field of view of the lens 35 of the television computer microscope 34 behind the input zone of the instrument 12 into this field, as well as two illuminators 37 and 38. One of the illuminators 37 in this embodiment of the method must be installed with the possibility the implementation of the backlight, and another illuminator 38 with the possibility of highlighting the front surface of the cutting part of the tool 12.

Данный вариант конструктивного исполнения оптико-электронной измерительной системы изображен на фиг.15 графических материалов заявки.This embodiment of the optoelectronic measuring system is shown in FIG. 15 of the graphic materials of the application.

Данная система стационарно устанавливается на основном столе 9 станка (осуществляющим возвратно-поступательное перемещение вдоль оси Х /или X1/ соответствующих координатных систем станка).This system is permanently installed on the main table 9 of the machine (performing a reciprocating movement along the axis X / or X 1 / of the corresponding coordinate systems of the machine).

Между телевизионной камерой 72 и объективом 35 телевизионного компьютерного микроскопа 34 установлены удлинительные кольца 73. Оптико-электронная часть измерительной системы фиксируется на двух стойках 74 и 75 и с регулируемой высотой. Выбранная высота закрепляется фиксатором 76. Осветители 37 и 38, а также экран 36 закреплены на третьей стойке 77 и регулируются по высоте одновременно с оптико-электронной частью.Extension rings 73 are mounted between the television camera 72 and the lens 35 of the television computer microscope 34. The optoelectronic part of the measurement system is fixed on two racks 74 and 75 and with adjustable height. The selected height is fixed by a latch 76. The illuminators 37 and 38, as well as the screen 36 are mounted on the third rack 77 and are height-adjustable simultaneously with the optoelectronic part.

Телевизионная камера 72 соединяется с компьютером телевизионным кабелем посредством установленной в нем платы видеозахвата, например, модели EZ Capture фирмы Aver Media. В качестве телевизионной камеры 72 может быть использована черно-белая телекамера RC - 583С с встроенным блоком питания, а в качестве осветителей 37 и 38 - осветители светодиодные белого света марки «Porta».The television camera 72 is connected to the computer with a television cable via a video capture card installed in it, for example, Aver Media's EZ Capture model. As a television camera 72, a black-and-white RC-583C television camera with an integrated power supply can be used, and as illuminators 37 and 38, Porta LED white light illuminators.

Использование в оптико-электронной измерительной системе отражающего экрана 36 и двух осветителей 37 и 38 позволяет повысить контрастность изображения режущей части инструмента 12 (в особенности ее границ, т.е., режущих кромок) на экране монитора, что повышает качество и эффективность контроля его параметров в режиме автоматического фотографирования.The use of a reflective screen 36 and two illuminators 37 and 38 in the optical-electronic measuring system allows increasing the contrast of the image of the cutting part of the tool 12 (especially its borders, i.e., cutting edges) on the monitor screen, which increases the quality and effectiveness of monitoring its parameters in automatic photographing mode.

На базе откорректированных исходных управляющих программ на станке рассматриваемого автоматизированного гравировального комплекса может выполняться строгание канавок различной формы постоянной или переменной глубины (прямолинейные, круговые, синусоидальные, сложной формы) и семейства этих канавок, в том числе пересекающиеся друг с другом.On the basis of the adjusted initial control programs on the machine of the automated engraving complex under consideration, planing of grooves of various shapes of constant or variable depth (rectilinear, circular, sinusoidal, complex shapes) and families of these grooves, including intersecting with each other, can be performed.

Для выполнения перечисленных видов работ (помимо технологических возможностей, непосредственно вытекающих из технических характеристик станка) предусмотрены следующие вспомогательные технологические циклы и приемы, обеспечиваемые конструкцией станка и управляющими программами:To perform the above types of work (in addition to technological capabilities directly arising from the technical characteristics of the machine), the following auxiliary technological cycles and techniques provided by the design of the machine and control programs are provided:

- коррекция положения точек рабочей поверхности функционального слоя заготовки по координате Z с учетом микронеровностей этой поверхности (оцифровка);- correction of the position of the points of the working surface of the functional layer of the workpiece in the Z coordinate taking into account the microroughness of this surface (digitization);

- определение положения и координатная привязка рабочей поверхности (т.е., нулевой точки отсчета реперной системы X1Y1Z1) функционального слоя заготовки относительно координатной системы отсчета станка;- determining the position and coordinate reference of the work surface (i.e., the zero reference point of the reference system X 1 Y 1 Z 1 ) of the functional layer of the workpiece relative to the coordinate reference system of the machine;

- определение погрешностей заточки и установки резца в шпинделе 4 станка и коррекция управляющих программ на основе полученных данных.- determination of errors of sharpening and installation of the cutter in the spindle 4 of the machine and the correction of control programs based on the data obtained.

Непосредственно технология строгания (схемы резания) на заявленном прецизионном строгальном станке подробно не раскрывается, поскольку является технологическим «НОУ-ХАУ».Directly the planing technology (cutting patterns) on the claimed precision planing machine is not disclosed in detail, since it is a technological “know-how”.

Однако, целесообразно отметить, что используемая на данном станке технология строгания позволяет исключить использование такого признака, как «...при изменении направления проекции вектора V скорости перемещения резца на плоскость расположения координатных осей Х и У изменяют пространственное положение передней поверхности резца относительно ее предыдущего положения (посредством поворота резца по координате С вокруг However, it is advisable to note that the planing technology used on this machine eliminates the use of such a feature as "... when the direction of the projection of the vector V of the speed of movement of the cutter to the plane of the coordinate axes X and Y changes, the spatial position of the front surface of the cutter changes relative to its previous position (by turning the tool around the coordinate C around

его продольной оси) таким образом, чтобы при прохождении любой точки траектории перемещения резца его передняя поверхность находилась перпендикулярно (т.е., под углом равным 90°) к плоскости, которая пересекает плоскость расположения координатных осей Х и У и ориентирована вдоль проекции вектора V скорости резца в этой точке на плоскость расположения упомянутых координатных осей...», что является необходимым условием для обеспечения необходимого качества и точности обработки, например, в патенте RU, №2153958.its longitudinal axis) so that when passing any point of the tool’s trajectory, its front surface is perpendicular (i.e., at an angle equal to 90 °) to the plane that intersects the plane of the coordinate axes X and Y and is oriented along the projection of the vector V the speed of the cutter at this point on the plane of the location of the mentioned coordinate axes ... ", which is a necessary condition for ensuring the necessary quality and accuracy of processing, for example, in patent RU, No. 2153958.

В используемой на заявленном строгальном станке технологии резания достаточно лишь придерживаться условия минимизации контакта задней поверхности резца с поверхностью резания (т.е., расположение упомянутой задней поверхности резца в области уже снятого припуска на протяжении всего прохода резца). А данное условие наиболее просто может быть реализовано при углах расположения передней поверхности инструмента по отношению к поверхности резания именно отличных от 90°, причем в достаточно широком диапазоне (при определенной, не раскрываемой в рамках настоящей заявки, схеме резания). Кроме того, широкий диапазон допустимых углов расположения передней поверхности инструмента по отношению к поверхности резания позволяет в значительной степени упростить программное обеспечение системы ЧПУ станка без снижения качества и точности обработки.In the cutting technology used on the declared planer, it is enough to adhere to the condition of minimizing the contact of the rear surface of the cutter with the cutting surface (i.e., the location of the mentioned rear surface of the cutter in the region of the already taken stock over the entire passage of the cutter). And this condition can most simply be realized at angles of the front surface of the tool with respect to the cutting surface that are exactly different from 90 °, and in a fairly wide range (with a specific cutting scheme not disclosed in the framework of this application). In addition, a wide range of permissible angles of the front surface of the tool with respect to the cutting surface can greatly simplify the software system of the CNC machine without compromising the quality and accuracy of processing.

Таким образом, заявленный прецизионный строгальный станок автоматизированного гравировального комплекса может быть использован при механической прецизионной обработке изделий со сложным пространственным профилем обрабатываемой поверхности (например, металлографских форм, рельеф рисунка формируемых на рабочей поверхности гравюр которых образован упорядоченным множеством профильных канавок различных размеров и геометрических форм), а также иных изделий с повышенными требованиями к точности обработки в функциональных слоях которых необходимо обеспечить получение рисунка заданной глубины с субмикронным разрешением его пространственных структур.Thus, the claimed precision planing machine of an automated engraving complex can be used for mechanical precision machining of products with a complex spatial profile of the machined surface (for example, metallographic forms, the relief of the patterns formed on the working surface of the engravings which are formed by an ordered set of profile grooves of various sizes and geometric shapes), as well as other products with increased requirements for processing accuracy in functional layers which x is necessary to ensure reception of a predetermined depth pattern with submicron resolution of its spatial structure.

Claims (4)

1. Прецизионный строгальный станок автоматизированного гравировального комплекса, содержащий станину с вертикальной стойкой, размещенную на стойке шпиндельную бабку с вращающимся по координате С в плоскости ХУ относительно оси Z базовой системы XYZ отсчета станка шпинделем со средствами для крепления инструмента, который размещен в гильзе, кинематически связанной со шпиндельной бабкой посредством шарико-винтового механизма с возможностью возвратно-поступательного перемещения по оси Z, салазки, установленные на станине в горизонтальных направляющих с возможностью возвратно-поступательного перемещения по оси У посредством шарико-винтового механизма; основной стол, установленный на салазках в горизонтальных направляющих с возможностью возвратно-поступательного перемещения по оси Х посредством шарико-винтового механизма, позиционирующее устройство для пространственной ориентации обрабатываемой заготовки относительно плоскости ХУ, стационарно закрепленное относительно установочной поверхности основного стола, автономные средства привода вышеупомянутых шарико-винтовых механизмов, оптико-электронную измерительную систему для контроля и коррекции положения вершины и/или режущей кромки инструмента относительно базовой системы XYZ отсчета станка, установленную на основном столе с возможностью визуализации режущей части инструмента на экране монитора управляющего компьютера системы числового программного управления (ЧПУ) посредством исходных управляющих программ, при этом система ЧПУ функционально связана посредством пульта управления с процессором управляющего компьютера, а позиционирующее устройство для пространственной ориентации обрабатываемой заготовки содержит связанные между собой базовый и пространственно ориентируемый установочный элементы, расположенные между ними самоустанавливающиеся центральный и регулируемые периферийные опорные узлы с опорными элементами, а также средства фиксации заданного пространственного положения установочного элемента, при этом базовый и пространственно ориентируемый установочный элементы связаны, по меньшей мере, одним упругим элементом, расположенным в области, ограниченной размещенными в зоне вершин треугольника центрами опорных элементов центрального и периферийных опорных узлов, а каждый периферийный опорный узел выполнен в виде двух опорных элементов с самоустанавливающимися поверхностями, первый из которых жестко закреплен на базовом элементе, а второй, самоустанавливающаяся поверхность которого выполнена сферической, кинематически связан с первым посредством подпружиненного рычага и регулировочного элемента с клиновым профилем, который размещен с возможностью перемещения между самоустанавливающимися поверхностями упомянутых опорных элементов, а средства фиксации заданного пространственного положения установочного элемента выполнены в виде расположенных по периферии устройства, по меньшей мере, трех фиксирующих узлов, каждый из которых состоит из жестко связанного с базовым элементом средства зажима и плоской пружины, один конец которой жестко закреплен на установочном элементе, а другой расположен с возможностью его жесткой фиксации в зоне зажимных элементов упомянутого средства зажима, отличающийся тем, что он включает средства оцифровки рабочей поверхности функционального слоя заготовки, выполненные с возможностью передачи результатов оцифровки в память управляющего компьютера системы ЧПУ для обеспечения коррекции исходных управляющих программ, оптико-электронная измерительная система включает один телевизионный компьютерный микроскоп, который стационарно закреплен на основном столе станка таким образом, что главная оптическая ось его объективна ориентирована по направлениям возвратно-поступательного перемещения основного стола и координатно адаптирована с нулевой точкой базовой системы XYZ отсчета станка и нулевой точкой исходных управляющих программ; средство крепления инструмента расположено непосредственно на шпинделе с возможностью обеспечения соосности по оси Z продольной оси инструмента с осью вращения шпинделя по координате С; продольные оси плоских пружин фиксирующих узлов устройства для пространственной ориентации заготовки расположены одна относительно другой под углами отличными от 0° или 180° и ориентированы вдоль базовой плоскости установочного элемента под углом, близким или равным 0° или 180°, а самоустанавливающиеся поверхности жестко закрепленных на базовом элементе опорных элементов периферийных опорных узлов выполнены цилиндрическими.1. A precision planing machine for an automated engraving complex, comprising a bed with a vertical stand, a headstock placed on the stand with a C-axis rotating in the X-axis relative to the Z axis of the XYZ reference frame of the machine with a spindle with means for attaching the tool, which is placed in a sleeve kinematically connected with a headstock by means of a ball screw mechanism with the possibility of reciprocating movement along the Z axis, the slide mounted on the bed in horizontal x guides with the possibility of reciprocating movement along the Y axis by means of a ball screw mechanism; a main table mounted on a slide in horizontal guides with the possibility of reciprocating movement along the X axis by means of a ball screw mechanism, a positioning device for the spatial orientation of the workpiece relative to the XY plane, stationary mounted relative to the mounting surface of the main table, autonomous drive means of the aforementioned ball screw mechanisms, optical-electronic measuring system for monitoring and correcting the position of the vertex and / or cutting of the tool edge relative to the basic XYZ reference system of the machine, mounted on the main table with the ability to visualize the cutting part of the tool on the monitor screen of the control computer of the numerical control system (CNC) using the original control programs, while the CNC system is functionally connected via the control panel to the processor of the control computer and a positioning device for the spatial orientation of the workpiece contains interconnected base and a spatially oriented mounting elements, self-aligning central and adjustable peripheral supporting nodes located between them with supporting elements, as well as means for fixing a given spatial position of the mounting element, while the base and spatially oriented mounting elements are connected by at least one elastic element located in the region bounded by the centers of the supporting elements of the central and peripheral supporting nodes located in the zone of the vertices of the triangle, and Each peripheral support unit is made in the form of two support elements with self-aligning surfaces, the first of which is rigidly fixed to the base element, and the second, self-aligning surface of which is made spherical, kinematically connected to the first by a spring-loaded lever and an adjusting element with a wedge profile, which is placed with the possibility of displacements between the self-aligning surfaces of said support elements, and means for fixing a predetermined spatial position The trolley element is made in the form of at least three locking nodes located on the periphery of the device, each of which consists of clamping means rigidly connected to the base element and a flat spring, one end of which is rigidly fixed to the installation element, and the other is located with the possibility of its rigid fixing in the area of the clamping elements of the said clamping means, characterized in that it includes means for digitizing the working surface of the workpiece functional layer, configured to transmit a cut When digitizing in the memory of the control computer of the CNC system to provide correction of the initial control programs, the optoelectronic measuring system includes one television computer microscope, which is stationary mounted on the main table of the machine so that its main optical axis is objectively oriented along the directions of the reciprocating movement of the main the table and coordinate adapted with the zero point of the basic system XYZ reference frame of the machine and the zero point of the original control programs; tool fastening means is located directly on the spindle with the possibility of ensuring alignment along the Z axis of the longitudinal axis of the tool with the axis of rotation of the spindle along coordinate C; the longitudinal axes of the flat springs of the fixing nodes of the device for the spatial orientation of the workpiece are located relative to each other at angles other than 0 ° or 180 ° and are oriented along the base plane of the mounting element at an angle close to or equal to 0 ° or 180 °, and the self-aligning surfaces are rigidly fixed to the base an element of the supporting elements of the peripheral supporting nodes are made cylindrical. 2. Прецизионный строгальный станок по п.1, отличающийся тем, что устройство для пространственной ориентации заготовки размещено непосредственно на установочной поверхности основного стола.2. The precision planing machine according to claim 1, characterized in that the device for the spatial orientation of the workpiece is placed directly on the mounting surface of the main table. 3. Прецизионный строгальный станок по п.1, отличающийся тем, что средства фиксации заданного пространственного положения установочного элемента устройства для пространственной ориентации заготовки выполнены в виде трех фиксирующих узлов, в которых продольные оси плоских пружин ориентированы вдоль сторон равностороннего треугольника.3. The precision planing machine according to claim 1, characterized in that the means for fixing the predetermined spatial position of the mounting element of the device for the spatial orientation of the workpiece are made in the form of three locking units in which the longitudinal axes of the flat springs are oriented along the sides of an equilateral triangle. 4. Прецизионный строгальный станок по п.1, отличающийся тем, что оптико-электронная измерительная система оснащена экраном, расположенным в поле зрения объектива телевизионного компьютерного микроскопа позади зоны ввода инструмента в это поле, а также двумя осветителями, один из которых установлен с возможностью осуществления подсветки экрана, а другой - передней поверхности режущей части инструмента.
Figure 00000001
4. The precision planing machine according to claim 1, characterized in that the optoelectronic measuring system is equipped with a screen located in the field of view of the lens of the television computer microscope behind the input zone of the instrument in this field, as well as two illuminators, one of which is installed with the possibility of implementation screen backlight, and the other - the front surface of the cutting part of the tool.
Figure 00000001
RU2005116771/22U 2005-06-02 2005-06-02 PRECISION STROGAL MACHINE OF AUTOMATED ENGRAVING COMPLEX RU48164U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005116771/22U RU48164U1 (en) 2005-06-02 2005-06-02 PRECISION STROGAL MACHINE OF AUTOMATED ENGRAVING COMPLEX

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005116771/22U RU48164U1 (en) 2005-06-02 2005-06-02 PRECISION STROGAL MACHINE OF AUTOMATED ENGRAVING COMPLEX

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU48164U1 true RU48164U1 (en) 2005-09-27

Family

ID=35850380

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005116771/22U RU48164U1 (en) 2005-06-02 2005-06-02 PRECISION STROGAL MACHINE OF AUTOMATED ENGRAVING COMPLEX

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU48164U1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2446916C1 (en) * 2010-09-07 2012-04-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли (Минпромторг России) Method of shaping by machining of article with complex profile using multifunctional software and hardware centre
RU2470746C1 (en) * 2011-04-25 2012-12-27 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Гознак" (Фгуп "Гознак") Method of making discrete shaped structure of functional layer of printing pattern at computer-aided etching hardware-software complex
RU2561248C2 (en) * 2009-01-20 2015-08-27 РЕНИШОУ ПиэЛСи Method to optimise measurement cycle of contact device of position control

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2561248C2 (en) * 2009-01-20 2015-08-27 РЕНИШОУ ПиэЛСи Method to optimise measurement cycle of contact device of position control
US9400178B2 (en) 2009-01-20 2016-07-26 Renishaw Plc Method for optimising a measurement cycle
RU2446916C1 (en) * 2010-09-07 2012-04-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли (Минпромторг России) Method of shaping by machining of article with complex profile using multifunctional software and hardware centre
RU2470746C1 (en) * 2011-04-25 2012-12-27 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Гознак" (Фгуп "Гознак") Method of making discrete shaped structure of functional layer of printing pattern at computer-aided etching hardware-software complex

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2390737B1 (en) Method for machine measurement
DE19840801B4 (en) Machine tool with automatic process control / monitoring and process for editing
CN100404201C (en) Control method of digitized precise curved grinding
US20110295408A1 (en) Process for positioning a workpiece
CN105674882A (en) Image measurement tool system and method
KR20100109470A (en) Cutting edge detecting method and cutting edge detecting device
CN207649542U (en) A kind of multrirange large scale high-precision vision measuring mechanism
TW201429598A (en) Three-dimensional laser processing machine
CN108527007A (en) Vertical machining centre on-machine measurement system and method based on optical triangulation
RU48164U1 (en) PRECISION STROGAL MACHINE OF AUTOMATED ENGRAVING COMPLEX
CN105922080A (en) Electronic camera shooting type tool presetting device and measurement method
CN211060881U (en) Three-dimensional detection system of work piece
RU2356704C2 (en) Method for formation of discrete profile structures of engraving picture in functional layer of type form on metal-cutting lathe
JP4571256B2 (en) Shape accuracy measuring device by sequential two-point method and laser displacement meter interval measuring method for shape accuracy measurement by sequential two-point method
RU2279964C1 (en) Method of positioning of tool in reference system of machine tool in automated engraving complex
JP3657252B2 (en) Shape measurement system using workpiece shape measuring device
JP2005030813A (en) Three-dimensional noncontact measuring apparatus and cnc precision grinding apparatus using the same
CN114136984A (en) Multifunctional detection platform for cutter and use method
CN108746993A (en) A kind of polishing processing method and device
JP2011083867A (en) Method and device for positioning workpiece
CN110864624A (en) One-machine dual-purpose measuring instrument
RU2360771C2 (en) Actuating system incorporated with software-hardware complex designed to cut discrete shaped etched images in operating layer of printed circuit
CN112105887B (en) Machine tool with optical measuring device for three-dimensional registration between tool holder and workpiece holder
CN105403163A (en) Printing ink thickness detection method
JP6757391B2 (en) Measuring method

Legal Events

Date Code Title Description
PD1K Correction of name of utility model owner
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20070603

NF1K Reinstatement of utility model

Effective date: 20090827