SU1407762A1 - Device for monitoring the accuracy of rotation of hollow work - Google Patents

Device for monitoring the accuracy of rotation of hollow work Download PDF

Info

Publication number
SU1407762A1
SU1407762A1 SU874204841A SU4204841A SU1407762A1 SU 1407762 A1 SU1407762 A1 SU 1407762A1 SU 874204841 A SU874204841 A SU 874204841A SU 4204841 A SU4204841 A SU 4204841A SU 1407762 A1 SU1407762 A1 SU 1407762A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
mandrel
hollow part
sensors
fixed
section
Prior art date
Application number
SU874204841A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Владимирович Додонов
Original Assignee
МВТУ им.Н.Э.Баумана
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by МВТУ им.Н.Э.Баумана filed Critical МВТУ им.Н.Э.Баумана
Priority to SU874204841A priority Critical patent/SU1407762A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1407762A1 publication Critical patent/SU1407762A1/en

Links

Landscapes

  • Automatic Control Of Machine Tools (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к станкостроению и может быть использовано при испытани х шпинделей токарных и шлифовальных станков под нагрузкой в реальных услови х их работы. Целью изобретени   вл етс  повышение точности контрол  и расширение технологических возможностей за счет обеспечени  измерений параметров врашаю- пдейс  полой детали при нормальных рабочих услови х работы станка, обеспечени  контрол  колебаний враш.ающейс  детали на фиксированных частотах. Устройство состоит из оправки 1, закрепленной на неподвижных опорах 2. На оправке закреплены бесконтактные датчики 4, контролируюш,ие смеш,ение внутренней расточки 5 полой детали (шпиндел ) 6 и ее торца 7. В одном сечении оправки размешаютс  два датчика, смешенных в осевом сечении оправки 1 на угол 90°. В электрической цепи измерени  сигналов с датчиков 4 имеетс  полосовой фильтр 10 и блок вычислени  И статического и динамического смешений врашаюшейс  полой детали 6. Устройство позвол ет измер ть статические смешени  шпиндел  относительно его номинального положени , определ ть yrOvT поворота его переднего конца, измер ть амплитуду колебаний шпиндел  на разных частотах и ее направление. 4 ил. i (ЛThe invention relates to a machine tool industry and can be used when testing the spindles of turning and grinding machines under load in real conditions of their work. The aim of the invention is to improve the control accuracy and expand the technological capabilities by providing measurements of the parameters of the hollow part of the hollow part under normal operating conditions of the machine, ensuring control of the oscillation of the main part at fixed frequencies. The device consists of a mandrel 1 fixed on fixed supports 2. On the mandrel there are fixed contactless sensors 4, controlling, mixing, internal bore 5 of the hollow part (spindle) 6 and its end 7. In one cross section of the mandrel, two sensors are mixed, mixed in axial the cross section of the mandrel 1 at an angle of 90 °. In the electrical circuit of measuring signals from sensors 4 there is a band filter 10 and a unit for calculating both static and dynamic mixing of the hollow part 6. The device allows to measure static mixing of the spindle relative to its nominal position, determine the yrOvT of its front end rotation, measure the amplitude of oscillation spindle at different frequencies and its direction. 4 il. i (L

Description

05 N505 N5

1one

Изобретение относитс  к станкостроению может быть использовано при испытани х шпинделей токарных и шлифовальных станков под нагрузкой в реальных услови х их работы.The invention relates to a machine tool industry can be used when testing the spindles of turning and grinding machines under load in real conditions of their work.

: Цель изобретени  - повышение точности KJOHT, Jл  и расширение технологических в|озможностей за счет обеспечени  измере- н|ий параметров враш,ающейс  полой детали при нормальных рабочих услови х работы станка, обеспечени  контрол  колебаний врашаюш,ейс  детали на фиксированных частотах.A: The purpose of the invention is to improve the accuracy of KJOHT, IL and to expand technological capabilities by providing measurements of the parameters of the vras, a hollow part under normal operating conditions of the machine, ensuring control of oscillations of the vertex and its parts at fixed frequencies.

На фиг. 1 приведена принципиальна  схема устройства; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - взаимные положени  справки и полой детали при смещени х по- .,той детали; на фиг. 4 - графики сигналов с датчиков перемеш,ений вдоль оси X и У, характеризуюш,ие смеш.ени  и вибрации оси .Е.етали относительно оси неподвижно закреп- /енной оправки.FIG. 1 is a schematic diagram of the device; in fig. 2 is a view A of FIG. one; in fig. 3 shows the mutual positions of the reference and the hollow part at displacements of the part; in fig. 4 - graphs of signals from the sensors of the mixes, axis along the X and Y axes, characterizing, not mixing and vibrating the axis. E. The metals are relative to the axis of the fixed anchor of the mandrel.

Устройство состоит из оправки 1, закрепленной на неподвижной и независимой от базовых деталей машины, например токарного станка, опоре 2 и (возможно) 3. На справке закреплены бесконтактные измерительные преобразователи линейных перемещений (датчики) 4, контролирующие смещение внутренней расточки 5 полой детали 6 и ее торца 7. В одном сечении оправки, на- кример ВВ, размещаютс  два измерительных преобразовател  4, смещенных в осевом сечении оправки 1 на угол 90°, причем дл  упрошени  определени  направлени  и величины смешени  .полой детали 6 измерительные преобразователи 4 целесообразно размещать на взимно перпендикул рных С1СЯХ А и У (фиг. 2), например ось У - вер- т|икальное направление, ось А - горизонтальное направление сечени  детали 6 и срправки 1. Измерительна  информаци  с преобразователей 4 по лини м 8 св зи по- ((тупает на передаточно-преобразующее уст- | ойство 9, затем на блок 10 полосовых фильт- 1|)ов,далее на вычислительный блок 11, осу- 1 цествл юший переработ ку поступающей информации. Блок 10 фильтров содержит Несколько полосовых фильтров, предназначенных дл  разделени  широкополосного фпектра радиальных и осевых колебаний Полой детали, возникающих при ее вращении It большим числом оборотов. Широкополосный спектр колебаний вращающейс  полой детали 6 возникает вследствие колебани  : кесткости опор вращени , колебаний попе- |)ечной жесткости вращающейс  детали 6, неуравновещенности, колебаний нагрузки 6 зубчатой передаче вследствие.неточностей te изготовлени  и т. д.The device consists of a mandrel 1 mounted on a fixed and independent of the basic parts of the machine, such as a lathe, support 2 and (possibly) 3. In the reference information, contactless measuring transducers of linear movements (sensors) 4 are fixed, controlling the displacement of the internal boring 5 of the hollow part 6 and its end 7. In one section of the mandrel, an explorer BB, two measuring transducers 4 are placed, displaced in axial section of the mandrel 1 at an angle of 90 °, and to simplify the determination of the direction and amount of mixing. Measuring transducers 4 should be placed on the charge perpendicular C1CFs A and U (Fig. 2), for example, the Y axis is the vertical direction, the A axis is the horizontal direction of the section 6 of the workpiece and the dispatch 1. Measurement information from the 4 converters along the lines 8 communication- ((stumbles on the transfer-transforming device- | device 9, then on the block 10 band-pass filters - 1 |), then on the computing unit 11, the actual processing of the incoming information. The filter unit 10 comprises Several band-pass filters for separating the wide-band effect of radial and axial oscillations of the Hollow part arising when it is rotated by a large number of revolutions. The broadband spectrum of oscillations of the rotating hollow part 6 arises due to the oscillation: the rigidity of the rotational supports, the oscillations of the secondary stiffness of the rotatable part 6, the unevenness, the oscillations of the gear load 6 due to the inaccuracies of te manufacture, etc.

Дл  измерени  амплитуды и направлени  колебаний детали 6 в различных диапазонах liacTOT спектра в устройстве используетс  |5лок 10 полосовых фильтров, с помощью Которого измер етс  величина амплитуды колебаний детали 6 вдоль осей А и У (фиг. 2) На различных диапазонах частот в различных сечени х вращающейс  полой детали 6,To measure the amplitude and direction of oscillations of part 6 in different ranges of the liacTOT spectrum, the device uses | 5 blocks of 10 bandpass filters, using which measure the amplitude of oscillations of part 6 along the axes A and U (Fig. 2). For different frequency ranges in different sections rotating hollow part 6,

1one

00

00

например в сечени х ЕЕ, DD, ВВ, СС, в диапазонах 0-20, 20-50. 50-100, 100-200 Гц и т. д., определ емых типом подключенного полосового фильтра блока 10 полосовых фильтров. Управление переключени ми блока 10 и анализ информации с групп датчиков 4 и 12 осуществл ет вычислительный блок 11. Датчик 12 фиксируетс  на крон- щтейне 13, закрепленном на оправке 1 таким образом, чтобы датчик 12 располагалс  около торца 7 детали 6 и контролировал ее осевые смещени . Датчики 4, расположенные в сечении ВВ (фиг. 1), должны быть размещены в плоскости передней опоры 14 детали 6. Датчики 4, расположенные в сечении СС, должны быть расположены у правого кра  внутренней расточки 5 детали 6. Такое расположение этих датчиков необходимо дл  более точного определени  углов поворота правого конца детали 6 в плоскост х YOZ и XOZ. Датчики 4 могут располагатьс  также в других, представл ющих интерес, сечени х детали 6, например ЕЕ, DD и т. д.for example, in the sections EE, DD, BB, CC, in the ranges of 0-20, 20-50. 50-100, 100-200 Hz, etc., determined by the type of the connected band-pass filter of the block 10 band-pass filters. The switching of the block 10 and the analysis of information from the sensor groups 4 and 12 are performed by the computing unit 11. The sensor 12 is fixed on the bracket 13 fixed on the mandrel 1 so that the sensor 12 is located near the end 7 of the part 6 and monitors its axial displacements . Sensors 4 located in section BB (Fig. 1) should be placed in the plane of front support 14 of part 6. Sensors 4 located in section CC should be located at the right edge of the inner bore 5 of part 6. Such an arrangement of these sensors is necessary for more accurate determination of the angles of rotation of the right end of the part 6 in the planes YOZ and XOZ. Sensors 4 may also be located in other sections of interest of part 6, for example, EE, DD, etc.

Устройство работает следующим образом. При испытани х точности вращени  быстроходных полых деталей, например шпинделей металлорежущих станков, внутрь вращающейс  полой детали 6 вставл ют оправку 1 с группами датчиков 4 и датчиком 12. Оправку 1 выставл ют концентрично вдоль оси полой детали 6 и закрепл ют на независимых от станины машины, например станка , опорах 2 (и, или) 3. Далее путем прово- рота вращающейс  полой детали 6 с помощью датчиков 4 провер ют концентричность оси вращени  детали 6, оси оправки 1. После проверки концентричности при необходимости провод т подрегулирование взаимного положени  детали 6 и оправки 1.The device works as follows. When testing the accuracy of rotation of high-speed hollow parts, for example, machine cutting spindles, the mandrel 1 with the sensor groups 4 and the sensor 12 is inserted into the rotating hollow part 6. The mandrel 1 is aligned concentrically along the axis of the hollow part 6 and fixed to the machine-independent parts for example, a machine, supports 2 (and, or) 3. Next, by rotating the hollow part 6 by means of sensors 4, the concentricity of the axis of rotation of the part 6 and the axis of the mandrel 1 are checked. After checking the concentricity, if necessary, an adjustment is carried out s mutual position of the part 6 and the mandrel 1.

При эксплуатации мащины, например токарного станка, вращающа с  пола  деталь 6, например щпиндель, нагружаетс  переменными по величине и направлению силами, испытывает вли ние тепловых и упругих деформаций, деформаций от неуравновещенности детали 6, оси погрешностей в приводе вращени  и других причин. В результате этих внешних и внутренних возмущающих факторов возникают как статические , так и динамические деформации вращающейс  полой детали 6, угловые повороты ее сечений, что оказывает непосредственное вли ние на выходные параметры работы мащины, например на точность работы токарного станка. Линейные смещени  вращающейс  полой детали 6 относительно неподвижной, закрепленной на независимых опорах 2 (и, или) 3 оправки 1 регистрируютс  в сечени х вращаю щейс  детали 6 группами датчиков 4 и датчиком 12, регистрирующим осевое смещение детали 6. Сигналы с групп датчиков по 4 по лини м 8 св зи поступают на передаточно-преобразующее устройство 9, на блок 10 фильтров, на вы0When operating a machine, such as a lathe, a rotating part 6, such as a spindle, is loaded by varying forces in magnitude and direction, it is affected by thermal and elastic deformations, deformations due to the imbalance of the part 6, the axis of errors in the rotation drive and other causes. As a result of these external and internal perturbing factors, both static and dynamic deformations occur in the rotating hollow part 6, the angular rotations of its sections, which directly affects the output parameters of the maschine, for example, the accuracy of the lathe. The linear displacements of the rotating hollow part 6 with respect to the fixed, mounted on independent supports 2 (and, or) 3 mandrels 1 are recorded in sections of the rotating part with 6 groups of sensors 4 and a sensor 12 registering the axial displacement of the part 6. Signals from groups of sensors of 4 each communication lines 8 are fed to a transfer-transforming device 9, to a block of 10 filters, to you

5five

00

5five

числительный блок 11, который в зависимости от величины и знака сигналов с каждого из двух датчиков, установленного в данном сечении детали 6, вычисл ет положение оси вращающейс  детали 6 относительно оправки 1. Разность осевых смещений оправки 1 и детали 6 в сечени х ВВ и СС характеризует углы поворота переднего торца вращающейс  детали в плоскост х YOZ и XOZ. В описанном случае измерени  положени  оси детали 6 в блоке фильтров 10 используетс  полосовой фильтр, подавл ющий высокочастотные составл ющие колебаний детали 6 относительно оправки 1. Поэтому вычисленные блоком 11 положени  сечений СС, ВВ, DD, ЕЕ будет характеризовать средние статические перемещени  сечений детали 6 относительно своего первоначального положени . Кроме статических смещений, положение детали 6 в пространстве будет характеризоватьс  высокочастотными колебани ми относительно некоторого среднего статического перемещени  от сечени  детали 6. Высокочастотные колебани  вращающейс  полой детали 6 относительно среднего статического смещени  измер  ютс  при включении соответствующего электрического полосового фильтра в блоке 10 фильтров. Поочередное включение полосовых электрических фильтров блока 10 позвол ет разделить щирокополосный спектр радиальных колебаний детали 6 по диапазонам частот колебаний и определить амплитуду колебаний соответствующего сечени  полой детали 6 (СС, ВВ и т. д.) вдоль координат X и Y, а также суммарное значение амплитуды колебаний на выбранной полосе частот в выбранном сечении полой детали 6.numeral unit 11, which, depending on the magnitude and sign of the signals from each of the two sensors installed in this section of part 6, calculates the position of the axis of the rotating part 6 relative to the mandrel 1. The difference of axial displacements of the mandrel 1 and part 6 in the sections of explosives and CC characterizes the angles of rotation of the front end of the rotating part in the planes YOZ and XOZ. In the described case, the measurements of the position of the axis of the part 6 in the filter unit 10 use a band-pass filter that suppresses the high-frequency components of the oscillations of the part 6 relative to the mandrel 1. Therefore, the positions of sections CC, BB, DD, EE calculated by block 11 will characterize the average static movements of the sections of part 6 relative to its original position. In addition to static displacements, the position of the part 6 in space will be characterized by high-frequency oscillations relative to some average static displacement from the section of the part 6. High-frequency oscillations of the rotating hollow part 6 relative to the average static displacement are measured when the corresponding electric bandpass filter is turned on in the filter unit 10. The alternate switching on of the band-pass electrical filters of unit 10 makes it possible to divide the broadband spectrum of the radial oscillations of part 6 over the ranges of vibration frequencies and determine the amplitude of oscillations of the corresponding section of hollow part 6 (SS, BB, etc.) along the X and Y coordinates, as well as the total amplitude oscillations in the selected frequency band in the selected section of the hollow part 6.

Использование предлагаемого устройства контрол  точности вращени  полых деталей , например щпинделей металлорежущих станков, позвол ет производить испытани  в процессе нормальной производст0The use of the proposed device for controlling the accuracy of rotation of hollow parts, for example, chucks of machine-cutting machines, allows testing during normal production.

5five

венной эксплуатации машины, например металлорежущего станка. Устройство позвол ет контролировать, измер ть не только статические смещени  произвольных сечений вращающейс  полой детали, но также измер ть амплитуды колебаний полой детали на различных частотах, определ ть направление амплитуд колебаний по углу поперечного сечени  детали практически в. любом сечении вращающейс  полой детали. Датчики линейных перемещений, установленные на оправке, защищены от внещних воздействий вращающейс  полой деталью, что существенно повыщает функциональную и параметрическую надежность работы устройства . Предложенное устройство, кроме того, может служить источником посто нно диагностической информации о работе мащины, не наруша  нормальных условий ее эксплуатации .operation of the machine, such as a cutting machine. The device allows you to control, measure not only static displacements of arbitrary sections of a rotating hollow part, but also measure the amplitudes of oscillations of a hollow part at different frequencies, determine the direction of the amplitudes of oscillations by almost the cross-section angle of the part. any section of the rotating hollow part. The linear displacement sensors mounted on the mandrel are protected from external influences by a rotating hollow part, which significantly increases the functional and parametric reliability of the device. The proposed device, in addition, can serve as a source of constant diagnostic information about the operation of the machine, without disturbing the normal conditions of its operation.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Устройство контрол  точности вращени  полых деталей, содержащее датчики линейных перемещений, установленные на держателе и соединенные с измерительной схемой, содержащей передаточно-преобразующий блок, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности контрол  и расщирени  технологических возможностей, держатель выполнен в виде оправки, на которой расположены датчики линейных перемещений группами по два датчика в одном сечении,, перпендикул рном оси держател , причем 0 датчики смещены друг относительно друга на угол в пределах 10-170°, при этом одна из групп расположена в сечении передних опор полой детали, друга  - у переднего конца полой детали, а измерительна  схема снабжена последовательно соединенными блоком полосовых фильтров и блоком вычитани , при этом выход передаточно-преоб- разующего блока подключен к входу блока полосовых фильтров.A device for monitoring the accuracy of rotation of hollow parts, containing linear displacement sensors mounted on a holder and connected to a measuring circuit containing a transmission-transforming unit, characterized in that, in order to increase the accuracy of control and expansion of technological capabilities, the holder is designed as a mandrel on which linear displacement sensors are arranged in groups of two sensors in one section, perpendicular to the axis of the holder, with 0 sensors displaced relative to each other by an angle in the range of 10-170 One of the groups is located in the section of the front supports of the hollow part, the other is located at the front end of the hollow part, and the measuring circuit is equipped with a series-connected bandpass filter unit and a subtraction unit, while the output of the transfer transformer unit is connected to the input of the bandpass filter unit . 00 5five 1Риг.21RG.2 УHave XX У иг ЛU ig l А уAnd y // УHave XX YY
SU874204841A 1987-01-19 1987-01-19 Device for monitoring the accuracy of rotation of hollow work SU1407762A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874204841A SU1407762A1 (en) 1987-01-19 1987-01-19 Device for monitoring the accuracy of rotation of hollow work

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874204841A SU1407762A1 (en) 1987-01-19 1987-01-19 Device for monitoring the accuracy of rotation of hollow work

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1407762A1 true SU1407762A1 (en) 1988-07-07

Family

ID=21288822

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU874204841A SU1407762A1 (en) 1987-01-19 1987-01-19 Device for monitoring the accuracy of rotation of hollow work

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1407762A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Пронников А. С. Программный метод испытани металлорежущих станков.-М.: Машиностроение, 1985, с. 107-112. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10145682B2 (en) Reduction of errors of a rotating device used during the determination of coordinates of a workpiece or during the machining of a workpiece
EP1263547B2 (en) Apparatus and method to measure the dimensional and form deviation of crankpins at the place of grinding
CN105588718A (en) Machine tool spindle comprehensive property detection/monitoring test system and method
CN103857493A (en) Machine tool and method for measuring a workpiece
US5046361A (en) Method and apparatus for balancing rotatable members
CN106643466A (en) Bridge type cylindricity measuring device and work method thereof
JP2016513242A (en) Method and apparatus for determining a machining axis
CN105290880A (en) Device and method for detecting perpendicularity of axis of spindle and reference axis in movement
US20030101602A1 (en) Measurement of geometric parameters of internal and external screw thread and similar grooves
CN102654384B (en) Dynamic radius positioning direct measurement method of rotary-platform-type precision centrifugal machine
SU1407762A1 (en) Device for monitoring the accuracy of rotation of hollow work
JPH01503090A (en) Wide area device for measuring linear dimensions of parts
US4651435A (en) Compound sine bar and method of setting an angle in a lathe
Goddard et al. A measuring system for the evaluation of spindle rotation accuracy
US6810600B1 (en) Apparatus and method for monitoring alignment of a CNC machine spindle trunnion axis A
JPS5853843B2 (en) How to measure rotational accuracy of rotating shaft
JP3452618B2 (en) Lens centering machine and lens centering method
US5121555A (en) Proximity differential indicator for aligning machine tools
US3180031A (en) Roundness analyzing apparatus and method
Yao-Sun et al. A new instrument for axis rotation metrology
RU2344918C1 (en) Method for determination of metal-cutting machine accuracy
CN213657788U (en) Shafting measuring device based on mixed four-point method
RU97119018A (en) METHOD FOR DIAGNOSTIC OF TURNING MACHINES BY ACCURACY PARAMETERS AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
EP0413724B1 (en) Apparatus and method for checking mechanical parts
SU1613843A1 (en) Method of checking alignment of shafts of machines