WO2017204686A1 - Machine tool testing method - Google Patents

Machine tool testing method Download PDF

Info

Publication number
WO2017204686A1
WO2017204686A1 PCT/RU2017/000327 RU2017000327W WO2017204686A1 WO 2017204686 A1 WO2017204686 A1 WO 2017204686A1 RU 2017000327 W RU2017000327 W RU 2017000327W WO 2017204686 A1 WO2017204686 A1 WO 2017204686A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
machine
value
tool
thermal
parameters
Prior art date
Application number
PCT/RU2017/000327
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Борис Михайлович ДМИТРИЕВ
Original Assignee
Борис Михайлович ДМИТРИЕВ
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 Борис Михайлович ДМИТРИЕВ filed Critical Борис Михайлович ДМИТРИЕВ
Publication of WO2017204686A1 publication Critical patent/WO2017204686A1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • G01M99/002Thermal testing
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • G01M99/005Testing of complete machines, e.g. washing-machines or mobile phones
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B25/00Accessories or auxiliary equipment for turning-machines
    • B23B25/06Measuring, gauging, or adjusting equipment on turning-machines for setting-on, feeding, controlling, or monitoring the cutting tools or work
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools

Definitions

  • the invention relates to means for testing the bearing system of metal cutting machines (HSS).
  • HSS metal cutting machines
  • the present invention relates to means for testing the structural properties of metal-cutting machines carried out during research and acceptance tests. Tests are carried out under thermal influences according to the accuracy parameters of the machine.
  • the invention relates to testing tools for metal cutting machines.
  • the property of the design of the metal cutting machine to withstand the thermal effects that occur during the working process is subject to testing. Tests are carried out in order to assess the suitability of the machine for use after its manufacture and / or repair, as well as modernization.
  • the design property of the machine to prevent thermal influences is characterized by two indicators. One of them determines the rate of transition of the thermal state of the structure from one equilibrium state to another. This indicator is used by technologists in assessing technological productivity. The faster the structure passes from one state to another, the faster the stable state of the structure in thermal terms occurs, and the faster the accuracy of the machine stabilizes during operation. This indicator is not considered in this application.
  • Another indicator determines the property of a structure to prevent a change in accuracy. This indicator is formed by the designer of the machine. When assessing the quality of the structure after the manufacture of the machine and / or repair, as well as modernization, produce assessment of the achieved level of quality at a quantitative level by testing.
  • the design's ability to withstand thermal effects is hidden from an external observer.
  • a measurement transformation is used.
  • the measurement transformation consists in subjecting the structure to external thermal influences of known magnitude and evaluating the reaction of the structure.
  • the quantitative expression of the property is defined as the ratio of the reaction of the structure to the magnitude of the thermal effect [1].
  • output parameters are used in the form of geometric accuracy of the structure, which determine the accuracy of the machine.
  • the output parameters are five coordinates according to the degrees of freedom of the NSS, namely, the linear movement of the base under the tool relative to the base under the workpiece along the three coordinate axes, and two angular coordinates that determine the angular positions of the bases (see, for example, FIG. 1).
  • the criterion of the truth of the statement characterizing that the machine is suitable for operation, consists of two signs.
  • the first sign requires a tolerance on the value of the tested parameter and the rules of the conclusion about the suitability of the machine for operation.
  • the tolerances for the output parameters are determined either by regulatory documents, or he is appointed by the developer of the machine.
  • the conclusion about shelf life is as follows. If this value of the property indicator is less than or equal to the permissible value, then the machine is deemed fit for use and not suitable if this value is more than acceptable.
  • the second feature requires knowledge of the magnitude of the current parameter of the property of counteracting thermal influences of a newly created machine design or retired.
  • the current value of this parameter is obtained as a result of testing the structure under the action of thermal influences according to the developed methodology, which is consistent with the method of forming an acceptable value for each parameter.
  • thermal rigidity of the structure i.e., thermal compliance
  • This parameter determines the thermal state of the structure, which is characterized as the thermal rigidity of the structure. It determines the ability of a structure to resist thermal influences.
  • the rule of conclusion about the suitability of the machine for use is as follows: the higher the value of the new machine, the more accurate this machine is, therefore, it is suitable for use. AT quantitatively, this parameter is determined by the following relation:
  • the scope of this criterion is to conduct comparative tests of two machines, one of which is a prototype.
  • the choice of test modes is arbitrary, but limited by the test time t K.
  • Time t K is the stabilization time of the thermal process.
  • To determine the quantitative value of the parameter it is required to determine the quantitative value of the "change in heat flux ⁇ ". Methods and means of obtaining this value are unique and require both special training of testers and the presence of complex technical means.
  • the technique has the right to use to assess the state of a newly created machine in the presence of relevant information from the prototype and has limited use.
  • This solution aims to reduce time in obtaining information about the thermal state of the machine. Reducing test time is a central issue of any known suggestions.
  • the reduction in time is based on the procedure for predicting changes in machine accuracy parameters.
  • the forecast is the time of the onset of a stable value, both temperature and output parameters according to the accuracy parameters of the machine.
  • Prediction as a process of predicting the future development of the thermal state of the machine, consists of two parts.
  • the first part is to determine the type of law for predicting temperature changes during thermal action.
  • the second part is to quantify the temperature of the machine structure.
  • the law of the development of the parameter of the property of the change in the thermal state is determined using neural networks.
  • the structure of the neural network determines the law of variation of the thermal state of the machine.
  • the process is multi-stage.
  • the basis is the selection of the architecture of neural networks.
  • the forecast requires information on the quantitative values of the temperature of the structure.
  • the temperature of the structure is a continuous value distributed over the structure.
  • To determine the quantitative value of temperature determine the position of the temperature at one point in the structure. To do this, search for this point on the structure.
  • Such a point uniquely characterizes the thermal state of the structure with its temperature value.
  • studies are carried out on changes in the thermal state of the machine for a short time.
  • the parameters of the form of the law, as well as temperature readings from certain points of the structure obtained in a short test time, enter the computer.
  • the developed program processes the received input data.
  • the result is a prediction of the time of onset of the "hot equilibrium state" of the machine.
  • the conclusion rule says: if the stabilization time for a given accuracy value of a machine is less than a given value, then the machine is suitable for operation and vice versa.
  • a sophisticated forecasting apparatus the choice of network architecture (the type of law of the change in the output parameter over time) depends on the skill of the operator.
  • the conditions for reproducing the thermal effect on the structure during testing are not defined.
  • the conditions for reproducing thermal effects depend on the degree of versatility of the machine and have a very wide range of operating conditions.
  • the method does not provide the reliability of the received information about the thermal state of the structure.
  • the Jacob solution [5] is also known in the art, which discloses a test proposal for two property parameters.
  • One indicator characterizes the property of the design of the machine, another group of indicators relates to issues of test technology. What is not considered in this application.
  • the method of assessing the design properties involves the assessment of "thermally determined design quality of the machine, which is the quotient of dividing the power losses by the resulting maximum deformation in the selected coordinates at a certain speed".
  • the parameter Cn is used as a parameter, which characterizes the design property of counteracting thermal influences as “conditional design quality of the machine”.
  • the quantitative value of this parameter is defined as the ratio of the power loss that occurs during testing to the maximum change in the output parameter of the machine in coordinates for the same time.
  • the composition of the reaction of the machine in the form of output parameters of the machine in the amount of five parameters is provided.
  • a reference frame for the parameters of the thermal motion of the structure is provided. It has a rectangular coordinate system, primary transducers for assessing changes in the position of the base under the tool relative to the base under the workpiece, a chronometer for evaluating the temporal parameters of the thermal motion of the machine structure.
  • the law contains a provision to take into account the influence of the environment on the thermal state of the structure.
  • the manufacturer and the consumer on the basis of a mutual agreement, have the right to establish both a set of output parameters and tolerances on them, as well as a rule for concluding that the machine is suitable for use.
  • the above solution was chosen by the applicant as the closest analogue to the proposed method for testing metal cutting machines, as containing a list of components of the evaluation criterion for the suitability of the machine for use. Moreover, it is important, in relation to reliability, to evaluate the thermal state of the machine, in the closest analogue to the proposed method for testing metal cutting machines, the following approach:
  • a change in the output parameters during the tests is considered as the movement of the structure under the action of heat. What is the reference system used for, as an indispensable need for the study of motion parameters.
  • the objective of the present invention is to eliminate the above disadvantages known from the existing level of technology.
  • the technical result of the claimed invention is to increase the reliability of the assessment of the state of the machine during testing. This is done by obtaining a quantitative assessment of the property indicator and comparing it with the basic requirement of a usable machine, a prototype model of a future series of machines.
  • the method proposed in the present invention allows to automatically evaluate the technical condition of the structure of each new machine after assembly, after repair or modernization during a work shift with a normalized level of reliability, ensured by the reproduction of a given law of exposure to thermal disturbance for each test machine individually, as well as by setting tolerances on the output parameters, which are three linear and two angular geometric accuracy parameter of the machine.
  • the tolerance for these output parameters is formed once during research tests of the experimental machine of this model, which is recognized as fit for use (after all standard checks).
  • the value of the change in the geometric accuracy of the experimental machine under the action of thermal influences, when testing by this method are recognized as tolerances. Further, they are used as tolerances for testing serial machines of this model during test acceptance tests.
  • the suitability of a serial machine for operation is determined by comparing the parameter of its structural property, obtained as the ratio of the value of each output parameter, expressed in micrometers ( ⁇ m), obtained after the final cycle with respect to the amount of electrical energy consumed at the input of the machine for the same time cycle, expressed in kilowatt hours (kWh), and comparing this value with the same value obtained in the study of the parameters of the prototype of the machine tested using of the proposed method, which is an acceptable value for serial machines, previously recognized as serviceable, and also the fact that a serial machine is considered suitable for use if and only if the value of the specified parameter for all output parameters is less than the value of the specified acceptable value.
  • FIG. 1 - a general view of the machine with the layout of the primary converters on the machine bases to determine changes in the output parameters that determine the accuracy of the machine.
  • the power consumption is measured at the entrance to the machine’s energy system using standard power meters.
  • the reaction of the machine tool system is evaluated by the displacements of the base under the tool relative to the base under the workpiece according to five degrees of freedom (see Fig. 1.), using primary transducers based on any principles for measuring linear displacements.
  • mechanical devices are used: lever, with gears, with spring gears, with gears, or optomechanical devices: optimometers, spring-optic heads, as well as primary transducers based on electro-magnetic principles with digital output for automatic processing data and test results.
  • the effect of the ambient temperature is evaluated.
  • the temperature change during the test is taken into account when determining the index of the design property of counteraction to thermal influences, making adjustments to the magnitude of the changes in the geometric accuracy of the machine.
  • the output parameters are the linear coordinates of the movement of the spindle axis along the coordinate axes.
  • the serviceability of a serial machine or out of repair is determined by comparing the design property parameter with the values obtained from the prototype of the machine.
  • a serial machine is recognized as serviceable if and only if the value of the specified property parameter for all output parameters is less than the value of the specified allowable value.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)

Abstract

The invention relates to means for testing machine tools for accuracy under thermal influences. The technical result is a more consistently reliable assessment of the thermal state of a batch-produced tool during acceptance testing. The thermal state of a tool is defined by a performance parameter derived from the relationship between the value of each output parameter which defines the accuracy of a tool, expressed in linear or angular units (micrometers/degrees), obtained after the final standard operating cycle of a tool during testing, and the amount of electrical energy consumed at the tool input during said cycle, expressed in kilowatt hours (kWh). In the proposed method, a batch-produced tool is assessed for fitness for use by comparing the numerical value of the performance parameter defining the ability of the structure in question to withstand thermal disturbances against a similar value obtained during testing of the parameters of a test model of the tool. The fitness for use of the test model of the tool is established prior to testing, and its parameters represent the permissible value for batch-produced tools. A batch-produced tool is declared fit for use only if the value of the performance parameter is less in terms of all of the output parameters than the permissible value for the test model.

Description

СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ METHOD FOR TESTING METAL-CUTTING MACHINES
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ FIELD OF TECHNOLOGY
Изобретение относится к средствам испытаний несущей системы металлорежущих станков (НСС). В частности настоящее изобретение относится к средствам тестирования свойств конструкции металлорежущих станков, проводимых во время исследовательских и приёмосдаточных испытаний. Испытания проводятся при термических воздействиях по параметрам точности станка.  The invention relates to means for testing the bearing system of metal cutting machines (HSS). In particular, the present invention relates to means for testing the structural properties of metal-cutting machines carried out during research and acceptance tests. Tests are carried out under thermal influences according to the accuracy parameters of the machine.
Изобретение относится к средствам испытаний металлорежущих станков. Испытанию подлежит свойство конструкции металлорежущего станка противостоять термическим воздействиям, возникающим во время рабочего процесса. Испытания проводят с целью оценки годности станка к эксплуатации после его изготовления и/или ремонта, а также модернизации.  The invention relates to testing tools for metal cutting machines. The property of the design of the metal cutting machine to withstand the thermal effects that occur during the working process is subject to testing. Tests are carried out in order to assess the suitability of the machine for use after its manufacture and / or repair, as well as modernization.
Свойство конструкции станка препятствовать термическим воздействиям характеризуется двумя показателями. Один из них определяет скорость перехода теплового состояния конструкции из одного равновесного состояния в другое. Этот показатель используют технологи при оценке технологической производительности. Чем быстрее конструкция переходит из одного состояния в другое, тем быстрее наступает стабильное состояние конструкции в тепловом отношении, и тем быстрее стабилизируется точность станка во время эксплуатации. Этот показатель в данной заявке не рассматривается.  The design property of the machine to prevent thermal influences is characterized by two indicators. One of them determines the rate of transition of the thermal state of the structure from one equilibrium state to another. This indicator is used by technologists in assessing technological productivity. The faster the structure passes from one state to another, the faster the stable state of the structure in thermal terms occurs, and the faster the accuracy of the machine stabilizes during operation. This indicator is not considered in this application.
Другой показатель определяет свойство конструкции препятствовать изменению точности. Этот показатель формируется конструктором станка. При оценке качества конструкции после изготовления станка и/или ремонта, а также модернизации, производят оценку достигнутого уровня качества на количественном уровне путём испытаний. Another indicator determines the property of a structure to prevent a change in accuracy. This indicator is formed by the designer of the machine. When assessing the quality of the structure after the manufacture of the machine and / or repair, as well as modernization, produce assessment of the achieved level of quality at a quantitative level by testing.
Способность конструкции противостоять тепловому воздействию скрыта от внешнего наблюдателя. Для оценки количественного значения этого свойства применяют измерительное преобразование. Измерительное преобразование состоит в том, что конструкцию подвергают внешним термическим воздействиям известной величины и оценивают реакцию конструкции. Количественное выражение свойства определяют как отношение реакции конструкции, к величине термического воздействия [1]. В качестве реакции конструкции используют выходные параметры в виде геометрической точности конструкции, определяющие точность станка. Выходными параметрами являются пять координат по степеням свободы НСС, а именно линейные перемещение базы под инструмент относительно базы под заготовку по трём осям координат, и две угловые координаты, определяющие угловые положения баз (см., например, фиг 1).  The design's ability to withstand thermal effects is hidden from an external observer. To evaluate the quantitative value of this property, a measurement transformation is used. The measurement transformation consists in subjecting the structure to external thermal influences of known magnitude and evaluating the reaction of the structure. The quantitative expression of the property is defined as the ratio of the reaction of the structure to the magnitude of the thermal effect [1]. As a reaction of the structure, output parameters are used in the form of geometric accuracy of the structure, which determine the accuracy of the machine. The output parameters are five coordinates according to the degrees of freedom of the NSS, namely, the linear movement of the base under the tool relative to the base under the workpiece along the three coordinate axes, and two angular coordinates that determine the angular positions of the bases (see, for example, FIG. 1).
В качестве количественного значения параметров термического воздействия на конструкцию несущей системы используют различные параметры. Это либо температура конструкции, либо параметры режимов эксплуатации, характеризующие тепловое воздействие, а также влияние температуры окружающей среды.  As a quantitative value of the parameters of thermal effects on the design of the supporting system, various parameters are used. This is either the temperature of the structure, or the parameters of the operating modes characterizing the thermal effect, as well as the influence of the ambient temperature.
Для того, чтобы по результатам испытаний составить вывод о годности станка к эксплуатации необходим критерий истинности такого утверждения [2]. Критерий истинности утверждения, характеризующий, что станок годен к эксплуатации, состоит из двух признаков. Первый признак требует наличия допуска на величину испытуемого параметра и правила вывода о годности станка к эксплуатации. Величины допусков на выходные параметры определяют либо нормативные документы, либо его назначает разработчик станка. Вывод о годности заключается в следующем. Если эта величина показателя свойства меньше или равна допустимой величине, то станок признаётся годным к эксплуатации и не годен, если эта величина больше допустимой. In order to make a conclusion on the suitability of the machine for operation based on the test results, a criterion of the truth of such a statement is necessary [2]. The criterion of the truth of the statement, characterizing that the machine is suitable for operation, consists of two signs. The first sign requires a tolerance on the value of the tested parameter and the rules of the conclusion about the suitability of the machine for operation. The tolerances for the output parameters are determined either by regulatory documents, or he is appointed by the developer of the machine. The conclusion about shelf life is as follows. If this value of the property indicator is less than or equal to the permissible value, then the machine is deemed fit for use and not suitable if this value is more than acceptable.
Второй признак требует знания величины текущего параметра свойства противодействия термическим воздействиям вновь созданной конструкции станка или вышедшей из ремонта. Текущее значение этого параметра получают в результате испытаний конструкции при действии термических воздействий по разработанной методике, которая согласована с методом формирования допустимой величины на каждый параметр.  The second feature requires knowledge of the magnitude of the current parameter of the property of counteracting thermal influences of a newly created machine design or retired. The current value of this parameter is obtained as a result of testing the structure under the action of thermal influences according to the developed methodology, which is consistent with the method of forming an acceptable value for each parameter.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ  BACKGROUND
Из уровня техники известно, например, решение Jungnickel [3] по проведению испытания металлорежущего станка. В этом решении рассматриваются два параметра свойства, характеризующие термическое состояние станка. Один параметр характеризует тепловую стабильность конструкции. Первый параметр важен с позиций производительности процесса производства. Важно, чтобы время стабилизации было короче. В данной заявке он не рассматривается.  From the prior art it is known, for example, the solution of Jungnickel [3] to conduct testing of a metal cutting machine. This solution considers two property parameters characterizing the thermal state of the machine. One parameter characterizes the thermal stability of the structure. The first parameter is important from the standpoint of the productivity of the production process. It is important that the stabilization time is shorter. This application is not considered.
Другой параметр характеризует величину, обратную термической жёсткости конструкции, т. е. термическую податливость.  Another parameter characterizes the reciprocal of the thermal rigidity of the structure, i.e., thermal compliance.
Этот параметр определяет термическое состояние конструкции, которое характеризуется как термическая жёсткость конструкции. Она определяет способность конструкции противодействовать термическим воздействиям. Правило вывода о годности станка к эксплуатации заключается в следующем: чем выше это значение у нового станка, тем точнее этот станок, следовательно, он годен к эксплуатации. В количественном выражении этот параметр определяется следующим отношением: This parameter determines the thermal state of the structure, which is characterized as the thermal rigidity of the structure. It determines the ability of a structure to resist thermal influences. The rule of conclusion about the suitability of the machine for use is as follows: the higher the value of the new machine, the more accurate this machine is, therefore, it is suitable for use. AT quantitatively, this parameter is determined by the following relation:
Sterm = (d (AP) / (d (AxlltK)) Sterm = (d (AP) / (d (Axllt K ))
Где:  Where:
- Sterm количественное значение показателя свойства конструкции станка противодействовать термическим воздействиям, с целью сохранения точности станка;  - Sterm quantitative value of the indicator of the properties of the machine design to counteract thermal influences, in order to maintain the accuracy of the machine;
- d (ΔΡ)- дифференциал изменения теплового потока ΔΡ, используется как параметр внешнего воздействия на конструкцию теплом;  - d (ΔΡ) is the differential heat flux ΔΡ, is used as a parameter of the external influence on the structure by heat;
- d (AxltK) - максимально возможная деформация между базами под инструмент и заготовку за время tK, как результат реакции конструкции на тепловое воздействие. Тот параметр определяет точность станка. - d (Axlt K ) - the maximum possible deformation between the bases for the tool and the workpiece during the time t K , as a result of the reaction of the structure to thermal exposure. This parameter determines the accuracy of the machine.
Для определения истинности вывода о годности станка к эксплуатации необходимо иметь допуск на параметр Sterai. В качестве такой величины автором предлагается использовать величину, полученную в отношении прототипа.  To determine the truth of the conclusion about the suitability of the machine for use, it is necessary to have a tolerance on the Sterai parameter. As such a value, the author proposes to use the value obtained in relation to the prototype.
Область применения этого критерия заключается в проведении сравнительных испытаний двух станков, один из которых прототип. Выбор режимов испытаний произвольный, но ограничен временем испытаний tK. Время tK— время стабилизации теплового процесса. Для определения количественного значения параметра требуется определять количественное значение «изменения теплового потока ΔΡ». Методы и средства получения данной величины являются уникальными и требуют как специальной подготовки испытателей, так и наличия сложных технических средств. The scope of this criterion is to conduct comparative tests of two machines, one of which is a prototype. The choice of test modes is arbitrary, but limited by the test time t K. Time t K is the stabilization time of the thermal process. To determine the quantitative value of the parameter, it is required to determine the quantitative value of the "change in heat flux ΔΡ". Methods and means of obtaining this value are unique and require both special training of testers and the presence of complex technical means.
В данном предложении: 1. He обеспечивается достоверность результатов оценки и их однозначность относительно состояния испытуемого станка из-за неопределённости процедуры получения информации о текущем состоянии станка (Выбор режимов испытаний произвольный, проблема получения данного показателя с прототипа). In this offer: 1. He ensures the reliability of the assessment results and their unambiguity regarding the state of the tested machine due to the uncertainty of the procedure for obtaining information about the current state of the machine (the choice of test modes is arbitrary, the problem of obtaining this indicator from the prototype).
2. Для формирования допуска на исследуемый параметр требуется знание параметра прототипа. Количественное значение требований к прототипу формировалось при его создании под ранее существовавшие условия. Новый станок требует выполнения новых требований, отличных от прототипа. Допуск в этом случае является достаточно неопределённой величиной.  2. To create a tolerance for the investigated parameter requires knowledge of the parameter of the prototype. The quantitative value of the requirements for the prototype was formed during its creation under pre-existing conditions. The new machine requires the fulfillment of new requirements that are different from the prototype. The tolerance in this case is a rather uncertain quantity.
3. Технически сложно выполнение «изменения теплового потока ΔΡ».  3. It is technically difficult to perform a “change in heat flux ΔΡ".
4. Отсутствует влияние температуры окружающей среды на тепловое состояние конструкции при проведении испытаний.  4. There is no effect of ambient temperature on the thermal state of the structure during testing.
Методика имеет право на применение для оценки состояния вновь созданного станка при наличии соответствующей информации с прототипа и имеет ограниченное применение.  The technique has the right to use to assess the state of a newly created machine in the presence of relevant information from the prototype and has limited use.
Существующие ограничения относятся к признаку необходимости, т.е. воспроизводству термического воздействия на конструкцию и выработке допуска на испытуемый параметр. Данные условия не обеспечивают достоверности получаемой информации о состоянии станка при проведении испытаний по параметрам точности при действии термических воздействий.  Existing restrictions relate to the sign of necessity, i.e. the reproduction of thermal effects on the design and the development of tolerance on the test parameter. These conditions do not provide the reliability of the received information about the state of the machine during testing according to the accuracy parameters under the action of thermal influences.
Из уровня техники так же известно решение ПОЛЯКОВА [4]. The prior art also known solution POLYAKOVA [4].
Данное решение преследует цель сокращения времени в получении информации о термическом состоянии станка. Сокращение , времени испытаний является центральным вопросом любых известных предложений. В данном решении сокращение времени основано на процедуре прогнозирования изменения параметров точности станка. Прогнозу подвергается время наступления стабильного значения, как температуры, так и выходных параметров по параметрам точности станка. This solution aims to reduce time in obtaining information about the thermal state of the machine. Reducing test time is a central issue of any known suggestions. In this solution, the reduction in time is based on the procedure for predicting changes in machine accuracy parameters. The forecast is the time of the onset of a stable value, both temperature and output parameters according to the accuracy parameters of the machine.
Прогнозирование, как процесс предвидения будущего развития термического состояния станка, состоит из двух частей. Первая часть заключается в определении вида закона прогноза изменения температуры во время теплового действия. Вторая часть заключается в определении количественных значений температуры конструкции станка.  Prediction, as a process of predicting the future development of the thermal state of the machine, consists of two parts. The first part is to determine the type of law for predicting temperature changes during thermal action. The second part is to quantify the temperature of the machine structure.
В предлагаемой методике закон развития параметра свойства изменения теплового состояния определяют с помощью нейронных сетей. Структура нейронной сети определяет закон изменения параметров теплового состояния станка. Процесс многостадийный.  In the proposed method, the law of the development of the parameter of the property of the change in the thermal state is determined using neural networks. The structure of the neural network determines the law of variation of the thermal state of the machine. The process is multi-stage.
Основу составляет подбор архитектуры нейронных сетей. После этого для прогноза требуется информация о количественных значениях температуры конструкции. Однако, температура конструкции представляет собой непрерывную величину распределённую по конструкции. Для определённости количественного значения температуры, определяют положение температуру в одной точке конструкции. Для этого осуществляют поиск этой точки на конструкции. Такая точка своей величиной температуры однозначно характеризует термическое состояние конструкции. После определения такой точки проводят исследования изменения теплового состояния станка в течение короткого времени. Параметры формы закона, а также показания температур с определённых точек конструкции полученных за короткое время испытаний, поступают в вычислительную машину. По разработанной программе производится обработка поступивших исходных данных. В результате получают прогноз времени наступления «горячего равновесного состояния» станка. Правило вывода гласит: если время стабилизации по данному значению точности станка меньше заданной величины, то станок годен к эксплуатации и наоборот. The basis is the selection of the architecture of neural networks. After this, the forecast requires information on the quantitative values of the temperature of the structure. However, the temperature of the structure is a continuous value distributed over the structure. To determine the quantitative value of temperature, determine the position of the temperature at one point in the structure. To do this, search for this point on the structure. Such a point uniquely characterizes the thermal state of the structure with its temperature value. After determining such a point, studies are carried out on changes in the thermal state of the machine for a short time. The parameters of the form of the law, as well as temperature readings from certain points of the structure obtained in a short test time, enter the computer. By the developed program processes the received input data. The result is a prediction of the time of onset of the "hot equilibrium state" of the machine. The conclusion rule says: if the stabilization time for a given accuracy value of a machine is less than a given value, then the machine is suitable for operation and vice versa.
Представленное предложение характеризуется следующими положениями:  The proposal submitted is characterized by the following provisions:
1. Сложный аппарат прогнозирования: выбор архитектуры сети (вида закона изменения выходного параметра во времени), зависит от квалификации оператора.  1. A sophisticated forecasting apparatus: the choice of network architecture (the type of law of the change in the output parameter over time) depends on the skill of the operator.
2. Процедура нахождения определённой точки на конструкции станка длительна и достаточно сложна, в связи с многомерностью температурного поля конструкции.  2. The procedure for finding a certain point on the design of the machine is long and rather complicated, due to the multidimensionality of the temperature field of the structure.
3. Не определены условия воспроизведения термического воздействия на конструкцию при проведении испытаний. Условия воспроизведения термического воздействия зависят от степени универсальности станка и имеют весьма широкий диапазон условий эксплуатации.  3. The conditions for reproducing the thermal effect on the structure during testing are not defined. The conditions for reproducing thermal effects depend on the degree of versatility of the machine and have a very wide range of operating conditions.
4. Отсутствует влияние температуры окружающей среды на тепловое состояние конструкции при проведении испытаний.  4. There is no effect of ambient temperature on the thermal state of the structure during testing.
В связи с указанными условиями способ не обеспечивает достоверности получаемой информации о термическом состоянии конструкции.  In connection with these conditions, the method does not provide the reliability of the received information about the thermal state of the structure.
Выполнение указанных требований при применении данного подхода даёт результат в специально организованных лабораториях, со специально подготовленными специалистами, методиками и средствами испытаний. Применение данного способа, при проведении приёмосдаточных работ в заводских условиях, требует значительных материальных затрат. Fulfillment of these requirements when applying this approach gives the result in specially organized laboratories, with specially trained specialists, methods and testing tools. The use of this method, when carrying out acceptance work in the factory, requires significant material costs.
Из уровня техники так же известно решение Jacob [5], в котором раскрыто предложение испытаний по двум параметрам свойства. Один показатель характеризует свойство конструкции станка, другая группа показателей относится к вопросам технологии испытаний. Что в данной заявке не рассматривается.  The Jacob solution [5] is also known in the art, which discloses a test proposal for two property parameters. One indicator characterizes the property of the design of the machine, another group of indicators relates to issues of test technology. What is not considered in this application.
Способ оценки свойства конструкции предусматривает оценку «термически обусловленного конструкторского качества станка, которое является частным от деления потерь мощности на возникшую максимальную деформацию в выбранных координатах при определённом числе оборотов».  The method of assessing the design properties involves the assessment of "thermally determined design quality of the machine, which is the quotient of dividing the power losses by the resulting maximum deformation in the selected coordinates at a certain speed".
Cn = pv /Атах Cn = p v / Atah
В качестве параметра в данном случае использован параметр Сп, характеризующий свойство конструкции противодействия термическим воздействиям как «обусловленное конструкторское качество станка». Количественное значение этого параметра определяется как отношение потерь мощности, возникающей при проведении испытаний к максимальному изменению выходного параметра станка по координатам за это же время.  In this case, the parameter Cn is used as a parameter, which characterizes the design property of counteracting thermal influences as “conditional design quality of the machine”. The quantitative value of this parameter is defined as the ratio of the power loss that occurs during testing to the maximum change in the output parameter of the machine in coordinates for the same time.
Измерение величины деформации конструкции известно, чем и как измерять. Остаётся не ясным понятия параметра «потеря мощности», как и чем производить измерение «потери мощности», относительно какого исходного значения мощности измерять потери.  Measurement of structural deformation is known by what and how to measure. It remains unclear the concept of the parameter “power loss”, how and how to measure “power loss”, with respect to what initial value of power to measure the loss.
1. Для того, чтобы воспользоваться данным предложением во время проведения испытаний необходимо иметь возможность установить допустимое значение «величины обусловленного конструкторского качества станка». При формировании допуска предлагается применять сравнение данного параметра с прототипом (требуется привязка частоты вращения шпинделя испытуемого станка к прототипу). При этом отсутствует правило вывода о годности станка к эксплуатации; 1. In order to take advantage of this proposal during testing, it is necessary to be able to establish the permissible value of “the value of the conditioned design quality of the machine”. When forming the tolerance It is proposed to apply a comparison of this parameter with the prototype (the binding of the spindle speed of the test machine to the prototype is required). At the same time, there is no rule for concluding that the machine is suitable for use;
2. Воспроизводство теплового воздействия на конструкции производят при определённом числе оборотов шпинделя. Под понятием «определённое число оборотов» шпинделя можно реализовывать разные значения, конкретного числа оборотов не предполагается, и нет предложения по формированию принципа его выбора,  2. The reproduction of thermal effects on the structures is carried out at a certain number of spindle revolutions. Under the concept of “a certain number of revolutions” of the spindle, different values can be realized, a specific number of revolutions is not assumed, and there is no proposal to formulate the principle of its choice
3. Отсутствует принцип измерения (метод и средство) каким образом измерять «потерю мощности».  3. There is no measurement principle (method and tool) how to measure "power loss".
4. Отсутствует влияние температуры окружающей среды на тепловое состояние конструкции при проведении испытаний Совокупность этих положений определяет применение предложения в каждом ограниченном случае. Совокупность указанных условий не обеспечивает достоверность получаемой информации из-за неопределённости принципа формирования допуска и воспроизводства теплового воздействия на конструкцию при проведении испытаний. Не способствуют обеспечению однозначности выводов о термическом состоянии конструкции станка вследствие следующих причин.  4. There is no effect of ambient temperature on the thermal state of the structure during testing. The combination of these provisions determines the application of the proposal in each limited case. The totality of these conditions does not ensure the reliability of the information received due to the uncertainty of the principle of formation of tolerance and reproduction of thermal effects on the structure during testing. They do not contribute to the unambiguity of conclusions about the thermal state of the machine design due to the following reasons.
Из уровня техники так же известно решение способа по оценке количественного значения параметра свойства противодействия тепловым воздействиям, раскрытое в разделе 6 стандарта: «Тепловые деформации вследствие вращения шпинделя», Международный стандарт ISO 230-3, вторая редакция οτΐ 5.08.2007. Инструкция по испытаниям металлорежущих станков. Часть 3. Определение тепловых воздействий. The prior art also knows the solution of the method for assessing the quantitative value of the parameter of the property of counteracting thermal influences, disclosed in section 6 of the standard: "Thermal deformation due to spindle rotation", International standard ISO 230-3, second edition on 5.08.2007. Instructions for testing metal cutting machines. Part 3. Determination of thermal effects.
[6, с.7]. В известном уровне техники сравнимость получаемой информации о текущем термическом состоянии станков разных моделей, разных габаритов, испытуемых в разные периоды жизненного цикла станка, как правило, обеспечивается за счёт воспроизводства нормализованного закона термического нагружения конструкции теплом для всех испытуемых станков. [6, p. 7]. In the prior art, comparability of the obtained information about the current thermal state of machine tools of different models, different dimensions, tested at different periods of the machine life cycle, as a rule, is ensured by reproducing the normalized law of thermal loading of the structure with heat for all tested machines.
Для количественной оценки показателя предусматривается наличие состава реакции станка в виде выходных параметров станка в количестве пяти параметров. Для количественной оценке предусмотрена система отсчёта параметров теплового движения конструкции. Она имеет прямоугольную систему координат, первичные преобразователи для оценки изменения положения базы под инструмент относительно базы под заготовку, хронометр для оценки временных параметров теплового движения конструкции станка.  To quantify the indicator, the composition of the reaction of the machine in the form of output parameters of the machine in the amount of five parameters is provided. For a quantitative assessment, a reference frame for the parameters of the thermal motion of the structure is provided. It has a rectangular coordinate system, primary transducers for assessing changes in the position of the base under the tool relative to the base under the workpiece, a chronometer for evaluating the temporal parameters of the thermal motion of the machine structure.
В качестве теплового воздействия на конструкцию станка сформирован закон воспроизводства набора частот вращения шпинделя, необходимых для термического воздействия. Закон содержит положение по учёту влияния окружающей среды на тепловое состояние конструкции.  As a thermal effect on the design of the machine, the law of reproduction of a set of spindle speeds necessary for thermal exposure is formed. The law contains a provision to take into account the influence of the environment on the thermal state of the structure.
Вместо допуска на показатель свойства при проведении испытаний, введено определённое условие. При проведении испытаний не производится количественная оценка параметра свойства противодействия тепловым воздействиям. Результатом испытаний является построение графической зависимости изменения выходных параметров и температуры конструкции за время испытаний при действии закона теплового воздействия путём работы шпинделя.  Instead of tolerance on the property indicator during testing, a certain condition is introduced. During testing, a quantitative assessment of the parameter of the property of counteraction to thermal influences is not performed. The result of the tests is the construction of a graphical dependence of the change in the output parameters and the temperature of the structure during the test under the action of the law of heat exposure by means of the spindle.
В качестве вывода о годности станка к эксплуатации вместо допуска предлагается следующее соглашение «Когда испытания требуются для приёмосдаточных работ, это дело пользователя выбирать, по соглашению с поставщиком или производителем, какие испытания, относящиеся к свойствам конструктивных элементов станка, представляют интерес» [7, с.2]. As a conclusion on the suitability of the machine for operation, the following agreement “When tests required for acceptance work, it is up to the user to choose, by agreement with the supplier or manufacturer, which tests related to the properties of the structural elements of the machine are of interest ”[7, p.2].
В данном случае остаётся у производителя и потребителя на основе обоюдного соглашения право на установление, как набора выходных параметров, так и допусков на них, а также правило вывода о годности станка к применению.  In this case, the manufacturer and the consumer, on the basis of a mutual agreement, have the right to establish both a set of output parameters and tolerances on them, as well as a rule for concluding that the machine is suitable for use.
Данное условие представляет широкие возможности для неконтролируемых действий, влекущих за собой различные толкования по достоверности информации о тепловом состоянии конструкции.  This condition provides ample opportunity for uncontrolled actions, entailing various interpretations of the reliability of information about the thermal state of the structure.
Указанное выше решение было выбрано заявителем в качестве наиболее близкого аналога к предлагаемому способу испытания металлорежущих станков, как содержащее перечень составляющих критерия оценки годности станка к эксплуатации. Причём важным, по отношению к достоверности оцени теплового состояния станка, является в наиболее близком аналоге к предлагаемому способу испытания металлорежущих станков подходе следующее:  The above solution was chosen by the applicant as the closest analogue to the proposed method for testing metal cutting machines, as containing a list of components of the evaluation criterion for the suitability of the machine for use. Moreover, it is important, in relation to reliability, to evaluate the thermal state of the machine, in the closest analogue to the proposed method for testing metal cutting machines, the following approach:
1. Изменение выходных параметров во время испытаний рассматривается как движение конструкции под действием теплоты. Для чего используется система отсчёта, как обязательная необходимость в исследовании параметров движения.  1. A change in the output parameters during the tests is considered as the movement of the structure under the action of heat. What is the reference system used for, as an indispensable need for the study of motion parameters.
2. Однозначным образом определен параметр теплового воздействия на конструкцию в виде закона чередования частот вращения шпинделя и пауз.  2. The parameter of thermal influence on the structure in the form of the law of alternating spindle speeds and pauses is uniquely determined.
3. Сформировано требование учёта изменения температуры окружающей среды во время испытаний. Недостатками данного решения является то, что в нем не решается задача количественной оценки параметра свойства теплового состояния станка, предложено лишь качественное решения задачи. Такое положение не создаёт оснований для единства в оценке термического состояния испытуемых станков. Данное решение не предполагает возможности сравнения качества сборки не только станков одного типа, но и даже двух станков одной конструкции, поскольку это зависит лишь от согласия договаривающихся сторон, а именно, производителя и потребителя. Следовательно, применение известного решения приводит к отсутствию достоверности получаемой информации о тепловом состоянии станка. 3. A requirement has been formed to take into account changes in ambient temperature during testing. The disadvantages of this solution is that it does not solve the problem of quantifying the parameter of the property of the thermal state of the machine, only a qualitative solution to the problem is proposed. This situation does not create grounds for unity in assessing the thermal state of the tested machines. This decision does not imply the possibility of comparing the build quality of not only machines of the same type, but even two machines of the same design, since this depends only on the agreement of the contracting parties, namely, the manufacturer and the consumer. Therefore, the application of the known solution leads to a lack of reliability of the received information about the thermal state of the machine.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ  SUMMARY OF THE INVENTION
Задачей настоящего изобретения является устранение указанных выше недостатков известных из существующего уровня техники. Техническим результатом заявленного изобретения является повышение достоверности оценки состояний станка при проведении испытаний. Это осуществляется путём получения количественной оценке показателя свойства и сравнения её с базовым требованием станка годного к эксплуатации, опытного образца модели будущей сери станков.  The objective of the present invention is to eliminate the above disadvantages known from the existing level of technology. The technical result of the claimed invention is to increase the reliability of the assessment of the state of the machine during testing. This is done by obtaining a quantitative assessment of the property indicator and comparing it with the basic requirement of a usable machine, a prototype model of a future series of machines.
Указанный технический результат обеспечивается за счет того, что предлагаемый в настоящем изобретении способ позволяет в автоматическом режиме оценивать техническое состояние конструкции каждого вышедшего после сборки нового станка, после ремонта или модернизации в течение рабочей смены с нормированным уровнем достоверности, обеспечиваемым воспроизводством заданного закона воздействия термическим возмущением для каждого испытуемого станка в отдельности, а также посредством задания допусков на выходные параметры, которыми являются три линейных и два угловых параметра геометрической точности станка. Допуск на эти выходные параметры формируется один раз при проведении исследовательских испытаний опытного станка данной модели, который признан годном к эксплуатации (после проведения всех стандартных проверок). Значение величины изменения геометрической точности опытного станка при действии тепловых воздействий, при проведении испытаний по данному способу, признаются допусками. Далее они используются как допуска при испытаниях серийных станков данной модели во время проведения тестовых приёмосдаточных испытаний. The specified technical result is ensured due to the fact that the method proposed in the present invention allows to automatically evaluate the technical condition of the structure of each new machine after assembly, after repair or modernization during a work shift with a normalized level of reliability, ensured by the reproduction of a given law of exposure to thermal disturbance for each test machine individually, as well as by setting tolerances on the output parameters, which are three linear and two angular geometric accuracy parameter of the machine. The tolerance for these output parameters is formed once during research tests of the experimental machine of this model, which is recognized as fit for use (after all standard checks). The value of the change in the geometric accuracy of the experimental machine under the action of thermal influences, when testing by this method, are recognized as tolerances. Further, they are used as tolerances for testing serial machines of this model during test acceptance tests.
В заявленном способе годность серийного станка к эксплуатации определяют путём сравнения параметра его свойства конструкции, полученного как отношение величины каждого выходного параметра, выраженного в микрометрах (мкм), полученного после завершающего цикла по отношению к величине потреблённой электрической энергии на входе станка за это же время этого цикла, выраженной в Киловатт-час (кВт-чс), и сравнения этого значения с аналогичным значением, полученным при исследовании параметров опытного образца станка испытанного с применением предлагаемого способа, являющихся допустимой величиной для серийных станков, признанного ранее годным к эксплуатации, и так же тем, что серийный станок признаётся годным к эксплуатации тогда и только тогда, если значение указанного параметра по всем выходным параметрам является меньшим значения указанной допустимой величины.  In the inventive method, the suitability of a serial machine for operation is determined by comparing the parameter of its structural property, obtained as the ratio of the value of each output parameter, expressed in micrometers (μm), obtained after the final cycle with respect to the amount of electrical energy consumed at the input of the machine for the same time cycle, expressed in kilowatt hours (kWh), and comparing this value with the same value obtained in the study of the parameters of the prototype of the machine tested using of the proposed method, which is an acceptable value for serial machines, previously recognized as serviceable, and also the fact that a serial machine is considered suitable for use if and only if the value of the specified parameter for all output parameters is less than the value of the specified acceptable value.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ  BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Фиг. 1 - общий вид станка со схемой расстановки первичных преобразователей на базах станка для определения изменения выходных параметров, определяющих точность станка.  FIG. 1 - a general view of the machine with the layout of the primary converters on the machine bases to determine changes in the output parameters that determine the accuracy of the machine.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Сущность заявленного способа испытания металлорежущих станков заключается в следующем. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The essence of the claimed method of testing metal cutting machines is as follows.
При проведении испытаний воспроизводится внешнее воздействие на конструкцию станка по закону, являющемуся постоянным для всех испытуемых станков (см. Стандарт ИСО 230-3).  During the tests, the external influence on the design of the machine is reproduced according to a law that is constant for all tested machines (see ISO 230-3).
Одновременно производят измерение потребляемой мощности на входе в энергетическую систему станка посредством стандартных ваттметров.  At the same time, the power consumption is measured at the entrance to the machine’s energy system using standard power meters.
Реакцию станочной системы оценивают по перемещениям базы под инструмент относительно базы под заготовку по пяти степеням свободы (см. фиг 1.), используя при этом первичные преобразователи, основанные на любых принципах для измерения линейных перемещений. В частности используются механические приборы: рычажные, с зубчатой передачей, с пружинной передачей, с рычажно- зубчатой передачей, либо оптико-механические приборы: оптиметры, пружинно-оптические головки, а также первичные преобразователи на электро-магнитных принципах с цифровым выходом для автоматической обработкой данных и результатов испытаний.  The reaction of the machine tool system is evaluated by the displacements of the base under the tool relative to the base under the workpiece according to five degrees of freedom (see Fig. 1.), using primary transducers based on any principles for measuring linear displacements. In particular, mechanical devices are used: lever, with gears, with spring gears, with gears, or optomechanical devices: optimometers, spring-optic heads, as well as primary transducers based on electro-magnetic principles with digital output for automatic processing data and test results.
Параллельно с действиями по измерению реакции конструкции получаемой при действии тепловых воздействий согласно закону воспроизводства частот вращения шпинделя, оценивают действие температуры окружающей среды. Изменение температуры за время испытаний учитывают при определении показателя свойства конструкции противодействия тепловым воздействиям, внося коррективы в величины изменения параметров геометрической точности станка.  In parallel with the steps to measure the reaction of the structure obtained by the action of thermal influences according to the law of reproduction of the spindle speed, the effect of the ambient temperature is evaluated. The temperature change during the test is taken into account when determining the index of the design property of counteraction to thermal influences, making adjustments to the magnitude of the changes in the geometric accuracy of the machine.
Все действия при проведении испытаний синхронизируют во времени, применяя стандартные таймеры. Полученные данные со всех преобразователей преобразуются в результат. В результате получают параметр свойства конструкции противодействовать термическим возмущениям в количественном выражении. Для линейных величин это мкм/кВт-час и для угловых град/кВт-час. Данное свойство определяют по каждому выходному параметру станка как отношение величины перемещения к моменту окончания очередного цикла термического воздействия к величине потреблённой энергии на это время. Измерение потребляемой мощности на входе станка производится согласно инструкции по эксплуатации ваттметров, синхронно с включением вращения шпинделя. Данное действие выполняется для каждого элементарного цикла термического воздействия. В конце полного цикла испытаний формируется три количественных значения свойства конструкции, задаваемых в качестве реперных точек. Для каждого полного цикла испытаний, составляют структуру количественного значения параметра свойства противодействия термическим возмущениям, которое выражено в трёх значениях. All actions during testing are synchronized in time, using standard timers. The received data from all converters is converted to the result. As a result, a parameter of the design property is obtained to counteract thermal disturbances in quantitative terms. For linear values, this is μm / kWh and for angular degrees / kWh. This property is determined for each output parameter of the machine as the ratio of the amount of movement to the moment of the end of the next cycle of thermal exposure to the amount of energy consumed at this time. The measurement of power consumption at the input of the machine is carried out according to the operating instructions of the power meters, synchronously with the inclusion of spindle rotation. This action is performed for each elementary cycle of thermal exposure. At the end of the full test cycle, three quantitative values of the design property are set, which are set as reference points. For each complete test cycle, the structure of the quantitative value of the parameter of the property of resistance to thermal disturbances, which is expressed in three values, is compiled.
Для того чтобы избавиться зависимости от прототипа, предлагается в качестве допуска устанавливать величины выходных параметров, полученных с опытного образца станка. Опытный образец станок изначально проверен по всем нормативным документам (далее - опытный образец). Он соответствует требованиям всех стандартов на продукцию, допускаемую к применению в государстве. В завершении процедуры испытания опытного образца и признанного годным к эксплуатации. Опытный образец станка испытывают по термическим воздействиям с использованием предлагаемого способа. Данные о количественных значениях выходных параметрах опытного образца по термическим воздействиям представляют нормативный допуск и в последующем используются как величины обязательные к применению при приведении тестовых приёмосдаточных испытаний серийных станков данной модели. In order to get rid of the dependence on the prototype, it is proposed as an admission to set the output parameters obtained from the prototype of the machine. The prototype machine was initially tested according to all regulatory documents (hereinafter - the prototype). It meets the requirements of all standards for products approved for use in the state. At the end of the test procedure of the prototype and recognized as fit for use. A prototype of the machine is tested for thermal effects using the proposed method. Data on the quantitative values of the output parameters of the prototype according to thermal influences represent the regulatory tolerance in they are subsequently used as mandatory values when bringing test acceptance tests of serial machines of this model.
Выходными параметрами являются линейных координаты перемещения оси шпинделя по осям координат. Для этого используют два первичных преобразователя, расположенных на одном уровне. Они формируют информацию об изменении положения оси шпинделя в горизонтальной плоскости по соответствующим осям координат. На расстоянии в 100 мм. расположены ещё два преобразователя, которые совместно с предыдущими, формируют информацию об угловых изменениях оси шпинделя и угловых перемещения оси шпинделя относительно базы под заготовку.  The output parameters are the linear coordinates of the movement of the spindle axis along the coordinate axes. To do this, use two primary transducers located at the same level. They generate information about the change in the position of the spindle axis in the horizontal plane along the corresponding coordinate axes. At a distance of 100 mm. two more transducers are located, which, together with the previous ones, form information about the angular changes in the spindle axis and the angular displacements of the spindle axis relative to the base under the workpiece.
В предлагаемом способе годность к эксплуатации серийного станка или вышедшего из ремонта определяют путём сравнения параметра свойства конструкции со значениями, полученными с опытного образца станка. В заявленном способе серийный станок признаётся годным к эксплуатации тогда и только тогда, когда значение указанного параметра свойства по всем выходным параметрам является меньшим значения указанной допустимой величины.  In the proposed method, the serviceability of a serial machine or out of repair is determined by comparing the design property parameter with the values obtained from the prototype of the machine. In the claimed method, a serial machine is recognized as serviceable if and only if the value of the specified property parameter for all output parameters is less than the value of the specified allowable value.
Список цитируемых источников:  List of cited sources:
1. Новицкий П.В. Основы информационной теории измерительных устройств. Л.; Энергия, 1968. - 248с.  1. Novitsky P.V. Fundamentals of the information theory of measuring devices. L .; Energy, 1968 .-- 248s.
2. Математика в понятиях, определениях и терминах. /Под ред. Л.В. Сабинина. М.: Просвещение, В 2-х частях, 4.1- 319 с, Ч2-351с. з. Jungnickel G. Warmeubertragung durch freie onvektion an 2. Mathematics in terms, definitions and terms. / Ed. L.V. Sabinina. M .: Education, In 2 parts, 4.1- 319 s, Ch2-351s. h. Jungnickel G. Warmeubertragung durch freie onvektion an
Maschinenbauteilen. Maschintnbautechnik. /1979/ vol.28/ N.72/ pp. 568-573] 4. Поляков A.H., Дьяконов П.И. Исследование теплового состояния станков с помощью нейронных сетей. /СТИН, 2006, С 10-13. 5. Jacob К. Beurteilungskriterien fur das termische Verhalten von Werkzeugmaschinen. Maschinenbautechnik. 1981. v.30. N°12. P. 540-544]Maschinenbauteilen. Maschintnbautechnik. / 1979 / vol.28 / N.72 / pp. 568-573] 4. Poles AH, Dyakonov P.I. The study of the thermal state of machines using neural networks. / STIN, 2006, C 10-13. 5. Jacob K. Beurteilungskriterien fur das termische Verhalten von Werkzeugmaschinen. Maschinenbautechnik. 1981.v.30. N ° 12. P. 540-544]
6. Международный стандарт ISO 230-3, вторая редакция οτΐ 5.08.2007. Инструкция по испытаниям металлорежущих станков. Часть 3. Определение тепловых воздействий. 6. International standard ISO 230-3, second edition on 5.08.2007. Instructions for testing metal cutting machines. Part 3. Determination of thermal effects.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ CLAIM
Способ испытаний металлорежущих станков для оценки годности к эксплуатации вновь собранного и/или вышедшего после ремонта либо модернизации станка, в котором определяют набор выходных параметров станка, определяющих точность взаимного положения инструмента станка и заготовки, с использованием системы отсчёта, включающей систему координат, набора преобразователей, хронометра, набора параметров температуры конструкции, времени исследования, где указанные выходные параметры характеризуют изменение термического состояния конструкции во время испытаний, системы оценки действия окружающей среды на выходные параметры станка, где оценка является оценкой свойств конструктивных элементов станка пользовательского интереса, закона воспроизводства теплового режима станка при проведении испытаний, состоящего из чередования работы шпинделя станка на частотах вращения в процентах от максимальной частоты шпинделя, в такой последовательности, как, сначала работа станка каждые 15 минут с попеременной частотой шпинделя 25, 100, 75, 25 единиц в процентном соотношении от максимальной частоты, затем обеспечение перерыва работы шпинделя в течение 10 минут, далее обеспечение следующего цикла с попеременной частотой шпинделя 25, 50, 25, 50, 75, 25 единиц в процентном соотношении от максимума, затем обеспечение перерыва работы шпинделя в течение 10 минут, далее обеспечение завершающего цикла с попеременной частотой шпинделя 25, 50, 75, 100, 25, 50 единиц в процентном соотношении от максимальной частоты, отличающийся тем, что годность серийного станка к эксплуатации определяют путём сравнения параметра его свойства конструкции, полученного как отношение величины каждого выходного параметра, выраженного в микрометрах (мкм), полученного после завершающего цикла по отношению к величине потреблённой электрической энергии на входе станка за это же время этого цикла, выраженной в Киловатт-час (кВт-чс), и сравнения этого значения с аналогичным значением, полученным при исследовании параметров опытного образца станка, являющихся допустимой величиной для серийных станков, признанного ранее годным к эксплуатации, и так же тем, что серийный станок признаётся годным к эксплуатации тогда и только тогда, когда значение указанного свойства по всем выходным параметрам является меньшим значения указанной допустимой величины. A test method for metal-cutting machines to assess the serviceability of a newly assembled and / or left after repair or modernization of the machine, which determines the set of output parameters of the machine, determining the accuracy of the relative position of the machine tool and the workpiece, using a reference system that includes a coordinate system, a set of converters, chronometer, set of design temperature parameters, study time, where the specified output parameters characterize the change in the thermal state of the structure during testing, a system for assessing the environmental effect on the output parameters of the machine, where the assessment is an assessment of the properties of the structural elements of the machine of user interest, the law of reproduction of the thermal regime of the machine during testing, consisting of alternating the work of the machine spindle at rotational speeds as a percentage of the maximum spindle frequency, in such a sequence as, first, the operation of the machine every 15 minutes with an alternating spindle frequency of 25, 100, 75, 25 units as a percentage of the maximum frequency, then providing a spindle operation interruption for 10 minutes, then providing the next cycle with an alternating spindle frequency of 25, 50, 25, 50, 75, 25 units as a percentage of the maximum, then ensuring a spindle operation interruption for 10 minutes, then ensuring the final cycle with a variable spindle frequency of 25, 50, 75, 100, 25, 50 units as a percentage of the maximum frequency, characterized in that the suitability of a serial machine for operation is determined by comparing the parameter of its design property obtained as the ratio of the magnitude of each output parameter, expressed in micrometers (μm), obtained after the final cycle with respect to the amount of electric energy consumed at the input of the machine during the same time of this cycle, expressed in kilowatt hours (kWh), and comparing this value with the same value obtained by studying the parameters of the prototype of the machine, which is an acceptable value for serial machines, previously recognized as serviceable, and also the fact that a serial machine is recognized as serviceable if and only if the value of the specified property for all output parameters is less it values specified permissible value.
PCT/RU2017/000327 2016-05-24 2017-05-19 Machine tool testing method WO2017204686A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016120112 2016-05-24
RU2016120112A RU2634529C1 (en) 2016-05-24 2016-05-24 Method for testing metal-cutting machines by accuracy parameters under action of thermal disturbances

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017204686A1 true WO2017204686A1 (en) 2017-11-30

Family

ID=59485404

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2017/000327 WO2017204686A1 (en) 2016-05-24 2017-05-19 Machine tool testing method

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2634529C1 (en)
WO (1) WO2017204686A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112834255A (en) * 2021-01-04 2021-05-25 三一重机有限公司 Coordination testing method for mechanical device, fault diagnosis method and engineering machine
CN116754380A (en) * 2023-08-17 2023-09-15 国家机床质量监督检验中心 Spindle unit load capacity testing device and testing method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5523701A (en) * 1994-06-21 1996-06-04 Martin Marietta Energy Systems, Inc. Method and apparatus for monitoring machine performance
CA2867753A1 (en) * 2013-10-16 2015-04-16 Martin Cloake Method of measuring equipment performance and device therefor
RU2573854C1 (en) * 2014-11-18 2016-01-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВПО МГТУ "СТАНКИН") Method of compensation of thermal deformations of metal-cutting machines with nc

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU998092A1 (en) * 1981-10-08 1983-02-23 Московское Ордена Ленина, Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Высшее Техническое Училище Им. Н.Э.Баумана Method and apparatus for monitoring temperature and heat deformations of metal ctting machine tool
DE19607599A1 (en) * 1996-02-29 1997-09-04 Hueller Hille Gmbh Procedure for correcting the position determination of workpieces and tools in processing machines
RU2499658C1 (en) * 2012-06-28 2013-11-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВПО МГТУ "СТАНКИН") Automatic compensation for nc metal cutter spindle thermal displacements
CN103567815B (en) * 2013-11-12 2016-04-27 沈阳机床(集团)设计研究院有限公司 Based on the test of numerical control machine tool cutting Thermal Error and the evaluation method of milling aperture
CN204711699U (en) * 2014-11-20 2015-10-21 电子科技大学 Digit Control Machine Tool point of a knife dynamic characteristic accuracy detecting device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5523701A (en) * 1994-06-21 1996-06-04 Martin Marietta Energy Systems, Inc. Method and apparatus for monitoring machine performance
CA2867753A1 (en) * 2013-10-16 2015-04-16 Martin Cloake Method of measuring equipment performance and device therefor
RU2573854C1 (en) * 2014-11-18 2016-01-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВПО МГТУ "СТАНКИН") Method of compensation of thermal deformations of metal-cutting machines with nc

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JACOB K.: "Beurteilungskriterien fur das termische Verhalten von Werkzeugmaschinen", MASCHINENBAUTECHNIK, vol. 30, no. 12, 1981, pages 540 - 544
JUNGNICKEL G., WARMEUBERTRAGUNG DURCH FREIE KONVEKTION AN MASCHINENBAUTEILEN. MASCHINTNBAUTECHNIK, vol. 28, no. 72, 1979, pages 568 - 573
L.V. SABININ, M.: PROSVESHCHENIYE, pages 1 - 319
NOVITSKY P.V.: "Foundations of the information theory of measuring instruments. L.", ENERGIYA, 1968, pages 248
POLYAKOV A.N.; DYAKONOV P.I.: "Investigation of the thermal conditions of machine tools by using neural networks", STIN, 2006, pages 10 - 13

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112834255A (en) * 2021-01-04 2021-05-25 三一重机有限公司 Coordination testing method for mechanical device, fault diagnosis method and engineering machine
CN112834255B (en) * 2021-01-04 2024-01-23 三一重机有限公司 Coordination testing method and fault diagnosis method of mechanical device and engineering machinery
CN116754380A (en) * 2023-08-17 2023-09-15 国家机床质量监督检验中心 Spindle unit load capacity testing device and testing method
CN116754380B (en) * 2023-08-17 2023-10-31 国家机床质量监督检验中心 Spindle unit load capacity testing device and testing method

Also Published As

Publication number Publication date
RU2634529C1 (en) 2017-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Pfeifer Production metrology
Alinezhad et al. Sensitivity analysis of TOPSIS technique: the results of change in the weight of one attribute on the final ranking of alternatives
Ralph et al. An implementation approach for an academic learning factory for the metal forming industry with special focus on digital twins and finite element analysis
Waldmann et al. Assessment of sensor performance
WO2017204686A1 (en) Machine tool testing method
Ryzhov et al. Evaluation of reliability of radio-electronic devices with variable structure
CN104392040B (en) A kind of examination and test of products False Rate calculation method based on uncertainty of measurement
Safarov et al. Informative value of measurements for quality management of auto parts
Djurović et al. Measurement of maintenance excellence
CN112836433B (en) Construction method and size identification method of high-temperature alloy grain size identification model
Zimmermann et al. An action-oriented teaching approach for intelligent and energy efficient precision manufacturing
Cox et al. Concise process improvement definition with case studies
Sadasivam et al. Machine tool ability representation: A review
Toteva et al. Methods for selection of measuring instruments
Alagić Application of MSA as a Lean Six Sigma tool in working conditions automotive firm from B&H
Medvedevskikh et al. Intervals Between Verification of Measuring Instruments: Methodological and Regulatory Aspects of the Definition
Maleki et al. Evaluation of scheduling using triangular whitenization functions
Diaz et al. Concept for an Algorithm Testing and Evaluation Program at NIST
CN117553938B (en) Error correction method for temperature secondary instrument in high-low temperature environment
Oexle et al. Concept for Individual and Lifetime-Adaptive Modeling of the Dynamic Behavior of Machine Tools
CN112783772B (en) Software reliability analysis method, system, medium, equipment, terminal and application
Siddiqui et al. An Approach for Collection and Analysis of Manufacturing Test Sites Data for Electronic Products
Prathima et al. Electronic Gauge for Micron Measurement and its Relevance to Industry 4.0
Szipka Uncertainty Management for Automated Diagnostics of Production Machinery
Dissanayake Fuzzy logic applications in supply chain performance measurement

Legal Events

Date Code Title Description
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17745892

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17745892

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1