SU1324822A1

SU1324822A1 - Method of positioning the cutting tool

Info

Publication number: SU1324822A1
Application number: SU864033635A
Authority: SU
Inventors: Иосиф Давыдович Гебель; Виктор Петрович Васильев; Марина Яковлевна Старкина; Александр Анатольевич Бернштейн; Аскольд Иванович Нефедов; Аркадий Александрович Зыков; Алексей Иванович Егоров; Мендель Семенович Клибанов; Геннадий Львович Амитан
Original assignee: Специальное конструкторское бюро прецизионного станкостроения
Priority date: 1986-02-24
Filing date: 1986-02-24
Publication date: 1987-07-23

Abstract

Изобретение относитс к области станкостроени , в частности к способам , реализуемым в автоматических лини х, обрабатывающих центрах, системах гибкого автоматизированного производства . Цель изобретени - повышение точности позиционировани за счет использовани инструмента в качестве измерител . Дл этого заготовку уста- нaвливaiDт на станке, инструмент привод т во вращение. Инструмент поп: д т до качани к аттестационной площадке. Момент касани определ ют по возникновению высокочастотных колебаний . В этот момент измер ют координату инструмента. Далее инструмент подвод т к поверхности детали, подлежащей обработке. Касание определ ют в момент возникновени высокочастотных колебаний. При этом измер ют координату инструмента. 10 ил. (/)The invention relates to the field of machine tools, in particular to methods implemented in automatic lines, machining centers, and systems of flexible automated production. The purpose of the invention is to improve positioning accuracy by using a tool as a meter. For this, the workpiece is set on the machine tool, the tool is rotated. Tool pop: dt to swing to the certification site. The moment of contact is determined by the occurrence of high-frequency oscillations. At this time, the instrument coordinate is measured. The tool is then brought to the surface of the part to be machined. The tangency is determined at the moment the high frequency oscillations occur. The instrument coordinate is then measured. 10 il. (/)

Description

Изобретение относитс к станкостроению , в частности к способам, реализуемым в автоматических лини х, обрабатывающих центрах, системах гибкого автоматизированного производ- с ства.The invention relates to machine tools, in particular to methods implemented in automatic lines, machining centers, and systems of flexible automated production.

Цель изобретени - повьпиение точности за счет использовани инструмента в качестве измерител .The purpose of the invention is to show accuracy by using a tool as a gauge.

На фиг. 1 представлена принципиаль-fО жение обработки, например на выполне- на схема осуществлени предлагаемо- ние черновой,, получистовой и чистого способа при расточке кольца; на вой расточки отверсти .FIG. Figure 1 shows the principle of machining, for example, the scheme for the implementation of the proposal for a rough, semi-finishing and clean method for ring bore; on howling bore hole.

датчика 7 и сравнивают его с заданным значением X дл определени фактического припуска 4 и, с учетом величины этого припуска, годности заготовки (если припуск меньше минимально допустимого ) , формируетс сигнал или команда Сменить заготовку. Если заготовка имеет достаточный припуск, система ЧПУ вьщает команду на продолфиг . 2 - модификаци способа применительно к фрезерованию; на фиг. 3 - то же, применительно к обработке шлифованием J на фиг. 4 - осуществление способа применительно к обработке на центровом круглошлифовальном станке; на фиг. 5 - то же, при токарной обработке в патроне; на фиг. 6 - то же, 20 применительно к шлифованию желоба наружного кольца шарикового подшипника; на фиг. 7 - то же, применительно к шлифованию трех плоских поверхностей паза пр моугольного профил ; на фиг. 8 - то же, при обработке криволинейного профил ; на фиг. 9 - то же, при обработке трапециевидного паза , на фиг. 10 - то же, вариант.sensor 7 and compare it with a predetermined value X to determine the actual allowance 4 and, taking into account the value of this allowance, the suitability of the workpiece (if the allowance is less than the minimum allowable), a signal or the command Change workpiece is generated. If the workpiece has sufficient stock, the CNC system prompts you to continue. 2 illustrates a modification of the method as applied to milling; in fig. 3 is the same as applied to the grinding treatment of J in FIG. 4 - implementation of the method in relation to processing on the center circular grinding machine; in fig. 5 - the same, when turning in the chuck; in fig. 6 - the same, 20 with reference to grinding the groove of the outer ring of the ball bearing; in fig. 7 - the same with respect to grinding three flat surfaces of a groove of a rectangular profile; in fig. 8 - the same, when processing a curvilinear profile; in fig. 9 - the same, when processing a trapezoidal groove, in FIG. 10 - the same, option.

. Издели 1 (фиг. 1) закрепл ют на столе станка (не показан) и привод т во вращение, а инструмент 2, например резец, закрепл ют в держателе рабочей головки 3,в данном случае суппорте станка. Затем перемещают рабо- 35 чую головку 3 вправо, например, посредством привода А и шариковой винтовой пары 5 до касани вершины резца с вл ющейс базой отсчета фиксиро. The parts 1 (Fig. 1) are fixed on the machine table (not shown) and driven into rotation, and the tool 2, for example, the cutter, is fixed in the holder of the working head 3, in this case the support of the machine. Then, the working head 3 is moved to the right, for example, by means of drive A and ball screw 5 until it touches the tip of the tool with the reference point fixed

15 указывает на наличие черновины или дефекта материала (раковины), система ЧПУ также формирует команду нить заготовку, при непрерывном и равномерном сигналах датчика 8 обработка продолжаетс .15 indicates the presence of a rough or a defect in the material (shell), the TNC system also forms a threading command, with continuous and uniform signals from the sensor 8, processing continues.

В процессе обработки периодически контролируют величину износа инструмента 2, дл этого последний вывод т из отверсти издели 1, подвод т кIn the process, the amount of wear of the tool 2 is periodically monitored; for this, the latter is removed from the hole of the product 1

25 поверхности (базе отсчета) 6, фиксируют момент касани и отсчитывают показани датчика 7 в этот момент, если это показание изменилось по сравнению с введенным раньше в пам ть зна30 чением, износ инструмента определ ют как разность нового и прежнего отсчетов , и если износ инструмента в пределах допуска, компенсируют износ путем ввода в пам ть нового отсче та. Если25 of the surface (base of reference) 6, the moment of contact is recorded and the readings of sensor 7 at this moment are counted, if this indication has changed compared to the value entered earlier in the memory, the tool wear is determined as the difference of the new and previous readings, and if the tool wear within tolerance, wear is compensated by inputting a new sample into the memory. If a

износ превьпиает допустимое значение.wear exceeds the allowable value.

формируют команду или сигнал замена инструмента. Эту же команду формируют при поломке инструмента, в результате которой обработка.прерываетс иform a command or signal replacement tool. The same command is formed when a tool breaks down, as a result of which the processing. Is interrupted and

ванной относительно станка поверхнос- 40 датчика 8 внезапно исчезает тью 6, например поверхностью нуле- измен ет значение, вой измерительной головки, (датчика), Помимо контрол износа инструмента отсто щей от оси ОУ на фиксированное и его компенсации предлагаемый способ рассто ние Х, и ввод т в пам ть сие- обеспечивает возможность измерени A bath with respect to the machine surface 40 of the sensor 8 suddenly disappears with tew 6, for example, the surface of the zero, changes the value of the measuring head (sensor), in addition to monitoring the wear of the tool away from the OS axis to a fixed one and its compensation, the proposed method distance X, and these are inserted into the memory;

45 упругого отжати инструмента. Дл этого ввод т в пам ть значение отсчета датчика 7 при очередном проходе инструмента , отвод т инструмент от обрабатываемой поверхности на рассто ние, 50 заведомо превьш1ающее величину отжати , и снова подвод т до касани обработанной .поверхности, т.е. до по влени сигнала датчика В. Отжатие инструмента равно разности сигналов том 2 подлежащей обработке поверхнос- датчика 7 в момент касани инструмен- ти, в момент касани датчика 8, на- том обработанной поверхности и при пример вибрационный или акустический, ее обработке (во врем последнего выдает сигнал Касание. По этому прохода), сигналу снова считываютс показани Возможен также другой вариант опредетемы ЧПУ показание датчика 7 линейных перемеш.ений. Затем отвод т суппорт 3 влево на рассто ние, превышающее величину - А , где X D/2 - заданный радиус расточки отверсти издели 1 и Д - величина заданного припуска на обработку. Далее ввод т инструмент 2 движением суппорта по оси ОУ вниз в отверстие издели 1 и зат ем по оси ОХ до касани инструмендатчика 7 и сравнивают его с заданным значением X дл определени фактического припуска 4 и, с учетом величины этого припуска, годности заготовки (если припуск меньше минимально допустимого ) , формируетс сигнал или команда Сменить заготовку. Если заготовка имеет достаточный припуск, система ЧПУ вьщает команду на продол45 elastic wring tool. For this purpose, the readout value of the sensor 7 is inserted into the memory during the next pass of the tool, the tool is moved away from the surface to be drilled, 50 obviously exceeding the amount of pressure, and again brought up to touch the processed surface, i.e. until the sensor B signal appears. Pressing the tool is equal to the difference between the signals of volume 2 to be processed by the surface sensor 7 at the moment the tool touches, at the moment the sensor 8 touches the surface of the machined surface and, for example, vibrating or acoustic, to its processing (during the latter produces a Tangency signal. On this pass), the signal is read again. It is also possible that another option is possible. The CNC reads the sensor 7 for linear mixing. Then the caliper 3 is retracted to the left for a distance greater than the value - A, where X D / 2 is the specified radius of the bore of the product hole 1 and D is the value of the specified allowance for processing. Next, tool 2 is inserted by moving the slide along the axis of the op-amp down into the hole of product 1 and then dragging along the axis OX until the tool 7 is touched and compared with the set value X to determine the actual allowance 4 and, taking into account the value of this allowance, the shelf life of the workpiece less than the minimum allowable), a signal is generated or the command Change workpiece. If the workpiece has sufficient stock, the CNC system prompts to continue

Если после черновой расточки сигнал датчика 8 остаетс прерывистым, чтоIf, after the rough boring, the signal of the sensor 8 remains intermittent, which

указывает на наличие черновины или дефекта материала (раковины), система ЧПУ также формирует команду нить заготовку, при непрерывном и равномерном сигналах датчика 8 обработка продолжаетс .indicates the presence of a rough or a defect in the material (shell), the CNC system also forms a threading command, with continuous and uniform signals from the sensor 8, processing continues.

поверхности (базе отсчета) 6, фиксируют момент касани и отсчитывают показани датчика 7 в этот момент, если это показание изменилось по сравнению с введенным раньше в пам ть значением , износ инструмента определ ют как разность нового и прежнего отсчетов , и если износ инструмента в пределах допуска, компенсируют износ путем ввода в пам ть нового отсче та. Еслиsurface (base of reference) 6, record the moment of contact and read out the sensor 7 at this moment, if this reading has changed compared to the value entered earlier in the memory, the tool wear is determined as the difference of the new and previous readings, and if the tool wear is within tolerances compensate for wear by entering a new sample into the memory. If a

лени величины отжати инструмента. Согласно этому варианту, подвод т ин- струмент до касани с обрабатываемой поверхностью, производ т отсчет по датчику 7 в момент касани , вывод т инструмент из отверсти издели , подвод т его на фиксированную глубину резани , осуществл ют проход, отвод т инструмент, повторно подвод т его до касани и снова производ т отсчет, |glaziness of the tool wring. According to this variant, the tool is brought in before touching the surface to be machined, the sensor 7 is counted at the time of contact, the tool is taken out of the product hole, it is brought to a fixed depth of cut, a passage is made, the tool is retracted, and t it touch and again read, | g

Величина отжати равна установленной глубине резани за вычетом фактического съема металла, равного разности -двух указанных отсчетов.The amount of spin is equal to the established cutting depth minus the actual removal of metal equal to the difference of two specified readings.

Способ осуществл ют также при за- |5 мене суппорта 3 рабочей головкой другого типа - фрезерной головкой, оснащенной фрезой 9 (фиг. 2) или щлифо- вальной бабкой, оснащенной пшифоваль- ным кругом 10 (фиг. 3).20The method is also carried out when replacing a caliper 3 with a different type of working head — a milling head equipped with a milling cutter 9 (FIG. 2) or a grinding head, equipped with a grinding wheel 10 (FIG. 3) .20

Поверхность 6 Может быть св зана с чувствительным элементом (датчиком касани ) любого типа, или выполнена из сверхтвердого материала (фиг. 2 и или 3) в этом случае сигнал касани 25 может выдавать датчик 8. Эти модификации Способа отличаютс только типом инструмента и конструктивным выполнением базы 6 отсчета, котора применительно к вращающемус инстру- JQ менту (9 или 10) может быть выполнена , например, в виде неподвижной детали с износоустойчивой базовой поверхностью (эльбор, карбонадо), св занной с вибродатчиком 8. В исполнении по фиг. 4 дополнительно предусмотрено устройство дл правки круга 10, оснащенное алмазом 11, и датчики В смонтированы на пиноли заднейSurface 6 Can be associated with a sensitive element (touch sensor) of any type, or made of superhard material (Fig. 2 and or 3) in this case, touch signal 25 can output sensor 8. These modifications of the Method differ only in the type of instrument and design The reference base 6, which, as applied to the rotating tool (9 or 10), can be made, for example, in the form of a fixed part with a wear-resistant base surface (elbor, carbonado) associated with the vibration sensor 8. In the design of FIG. 4 additionally provides a device for straightening the circle 10, equipped with a diamond 11, and sensors B are mounted on the back pintles

ходах, а при недостаточном припуске формируют команду на замену заготовки или изменение режимов обработки.moves, and with insufficient stock, a command is formed to replace the blank or change the processing modes.

В модификации по фиг. 5 база отсчета вьшолнена в виде бурта 12 с твердым покрытием, св занного со шпинделем станка, например, вьшолнен- ного на патроне. Перифери бурта определ етс координатой Х, а первый торец - координатой УIn the modification of FIG. 5, the reference frame is made in the form of a hard-coated collar 12 associated with a machine spindle, for example, executed on a cartridge. The periphery of the collar is defined by the X coordinate, and the first end is defined by the Y coordinate.

В данномIn this

случае один датчик 8 на суппорте выдает сигналы о контакте резца и с базой 12 отсчета и с заготовкой.In the case of one sensor 8 on the caliper generates signals about the contact of the tool and with the base 12 reference and with the workpiece.

В модификации -способа по фиг. 6 заголовку привод т во вращение шпинделем 13. Один из датчиков 8 св зан с базой отсчета, отсто щей от оси X на рассто нии Х, а второй - с радиальной опорой 14 базировани заготовки (издели ) 1. При касании круга 10 заготовкой в последней возникают колебани , сообщаемые опоре 14 и датчику 8, который формирует сигнал касани . Круг 10 прав т алмазом 15.In the modification of the method of FIG. 6, the header is driven by a spindle 13. One of the sensors 8 is associated with a reference base spaced X from the X-axis, and the second is connected to the radial support 14 of the workpiece (product) 1. When the circle 10 touches the workpiece in the last Oscillations occur to the support 14 and the sensor 8, which generates a touch signal. Circle 10 is right t diamond 15.

В модификации по фиг. 7 применительно к точному шлифованию трех поверхностей издели 1 исходные положени рабочих поверхностей круга 10 фиксируют по базам 6 (Уд,), 16 (Х и 17 (Х|„) отсчета. Наличие левой и правой баз отсчета X позвол ет исключить вли ние изменени толщины круга 10, например, при правке его торцов , а также учесть выборку люфтов иIn the modification of FIG. 7 with reference to the exact grinding of three surfaces of the product 1, the initial positions of the working surfaces of the circle 10 are fixed on the bases 6 (Od,), 16 (X and 17 (X |)) of reference. The presence of the left and right bases of reference X makes it possible to eliminate the effect of thickness variation circle 10, for example, when editing its ends, and also take into account the backlash sampling and

3535

отжатие круга в осевом направлении левой 18 и пра-вой 19 боковыми поверхност ми паза издели 1.squeezing the wheel in the axial direction of the left 18 and right 19 side surfaces of the groove of the product 1.

При шлифовании криволинейной поверхности 20 издели 1 кругом 10When grinding the curved surface 20 products 1 around 10

бабки и на устройстве дл правки кру- (фиг. 8) датчик 8 обеспечивает форми- га. При шлифовании цилиндрической рование сигнала Касание при контро- детали круг 10 прав т алмазом 11, ле заготовки, в ходе обработки и конт- при этом момент окончани правки определ ют по характеру сигнала датчика 8, св занного с держателем алмаза 11. Непрерывный сигнал или сигнал с допускаемой прерывистостью означают завершение правки. После правки алма45headstock and on the device for straightening a circle (Fig. 8), the sensor 8 provides the form. When grinding a cylindrical signal, Touching at the inspection part, a circle of 10 is right with diamond 11, the workpiece, during processing and controlling the moment of finishing is determined by the character of the signal of sensor 8 associated with the diamond holder 11. Continuous signal or signal with permissible discontinuity means the completion of edits. After editing alma45

роле, гртового издели по координатам (X,, У|), (Хг, УВ ) и т.д. I Обработка наклонной боковой стенки 21 трапециевидного паза издели 1 крутом 10 возможна (фиг. 9) координатным способом, идентичным представленному на фиг. 8, с подачей, круга по ос мrole of the ground product by coordinates (X ,, У |), (Хг, УВ), etc. I Processing the inclined side wall 21 of the trapezoidal groove of the product 1 steep 10 is possible (FIG. 9) using the coordinate method identical to that shown in FIG. 8, with feed, circle on m

зом 11 подвод т круг 1 о до касани сIn round 11, the circle 1 is about to touch

фиксированной базой 6 отсчета, распо-„. ОХ и СУ. Возможна также обработкаa fixed base of 6 counts; OH and SU. Processing is also possible.

ложенной на известном рассто нии лд от оси ОУ, и ввод т в пам ть соответствующий этому положению отсчет по датчику 7. Далее подвод т инструмент (круг) 10 к заготовке, как было ука- „ зано, определ ют величину припуска и с ее учетом задают режим обработки, в частности глубины резани при черновом , получистовом и отделочном происпользованием модификации способа по фиг. 10. .Согласно этой модифика определ ют угол оС наклона обрабаты ваемой стенки.located at a known distance ld from the axis of the op-amp, and the counting corresponding to this position is entered into the memory by the sensor 7. Next, bring the tool (circle) 10 to the workpiece, as indicated, determine the amount of the allowance and taking into account the processing mode is set, in particular, the depth of cut for rough, semi-finishing and finishing by modifying the method of FIG. 10. According to this modification, the angle C ° of inclination of the wall to be treated is determined.

. Л Х Л arctg--- л I. L hl arctg --- l i

разворачивают направл ющие каретки круга 10 на этот угол и ведут обраunroll the guide carriages of the circle 10 at this angle and lead

ходах, а при недостаточном припуске формируют команду на замену заготовк или изменение режимов обработки.moves, and with an insufficient allowance form a team to replace the workpiece or change the processing modes.

В модификации по фиг. 5 база отсчета вьшолнена в виде бурта 12 с твердым покрытием, св занного со шпинделем станка, например, вьшолнен ного на патроне. Перифери бурта 12 определ етс координатой Х, а первый торец - координатой УIn the modification of FIG. 5, the reference frame is made in the form of a hard coating 12, associated with a machine spindle, for example, executed on a cartridge. The periphery of the collar 12 is defined by the X coordinate, and the first end is defined by the Y coordinate.

В данномIn this

(фиг. 8) датчик 8 обеспечивает форми- рование сигнала Касание при контро- ле заготовки, в ходе обработки и конт- (Fig. 8) the sensor 8 provides the formation of the Tangency signal when the workpiece is controlled, during processing and control

использованием модификации способа по фиг. 10. .Согласно этой модификации определ ют угол оС наклона обрабатываемой стенки.using a modification of the method of FIG. 10. According to this modification, the angle C ° of inclination of the treated wall is determined.

. Л Х Л arctg--- л I. L hl arctg --- l i

разворачивают направл ющие каретки круга 10 на этот угол и ведут обра5 . 13turn the guide carriages of the circle 10 onto this angle and conduct the shapes 5. 13

Claims

round feed along these guides. Invention Formula

The method of positioning the cutting tool, in which the workpiece and the tool are installed on the machine, using at least one certification platform and the tool displacement sensor, determine the coordinates of the workpiece surface and the cutting surface of the tool and, based on the measurement results, adjust the machining program

2

6

characterized in that, in order to increase accuracy, the instrument is rotated, brought to the certification site before being touched, determined by the occurrence of high-frequency, mainly ultrasound, oscillations, the moment of touch, and measured the instrument's coordinate at the time of touch, after which the tool They are driven to the surface to be treated before being touched, the moment of contact is determined by the occurrence of high-frequency oscillations, and the instrument coordinate is measured at the moment of contact.

1

Phia.2

-.

"V45

rv

-. ±

us.9

4X LU

9 games ten