Контроль качества обработки на станке

Одним из требований, предъявляемых к ГАП, является гарантирование качества обработки деталей. Для этого создается система метрологического обеспечения комплекса, осуществляющая профилактику брака. Важной составной частью такой системы является автоматизированный контроль размеров обрабатываемой детали непосредственно на станке. В этой связи все большее распространение получают системы автоматического измерения и компенсации, включающие специальные измерительные устройства, смонтированные в инструментальной оправке, которая может помещаться в магазине инструментов (рис.38).

Подпружиненный щуп 1, имеющий свободу отклонения на некоторую величину от среднего положения в радиальном и осевом направлениях монтируется в корпусе 2, который заканчивается конической оправкой 4, одинаковой с инструментальными оправками, применяемыми на станке с магазином режущих инструментов. Хвостовик 5 служит для автоматического закрепления оправки в шпинделе станка. Корпус устройства имеет специальный выступ 3, предназначенный для передачи сигнала в момент, когда щуп датчика входит в контакт с измеряемой поверхностью.

Устройство используется тогда, когда возникает необходимость проверки правильности выполнения какой-либо операции обработки, например, расточки отверстия. В этом случае устройство по программе устанавливается в шпиндель станка автоматическим устройством смены инструмента. Далее по программе щуп устройства касается двух противоположных сторон отверстия. Внутри датчика находится источник питания (элемент с окисью серебра) и инфракрасный генератор, так что устройство может излучать сигналы. Сигналы посылаются в момент касания щупом измеряемой поверхности в форме инфракрасного излучения в секцию приема 6, расположенную за горцем шпинделя. Из секции приема сигнал поступает в устройство поиска 7 сигнала и счетчик 8, где сопоставляется с данными устройства обратной связи по положению (пути) 9 по координатам Х, Y, Z станка в момент, когда щуп устройства входит в контакт с измеряемой поверхностью, и мгновенно запоминается. Результаты измерения поступают в блок контроля размеров 10, откуда направляются в устройство ЧПУ 11.

Измеряемый размер расточенного отверстия получается как величина перемещения его между двумя моментами касания щупа, измеряемая датчиком обратной связи по положению, плюс диаметр щупа датчика.

Система автоматического измерения производит сравнение измеренной величины с величиной установленной программой обработки, и затем дает команду либо на продолжение обработки, либо на повторную расточку с коррекцией или дает сигнал о браке.

Аналогично измеряются размеры базовой поверхности. При этом программируется касание щупа устройства базовой поверхности. Разность между ожидаемым и действительным ходом по соответствующей координате дает нужную поправку. Поскольку центр щупа датчика и ось шпинделя могут не совпадать, измеряемая величина подсчитывается путем усреднения результатов измерений, взятых до и после поворота шпинделя на 180°.

Таким образом при действии системы автоматического измерения и компенсации, когда в шпиндель станка помещается измерительное устройство, станок из орудия обработки превращается в измерительную машину, точность которой определяется точностью систем координатного перемещения станка.

Широкое применение находят в настоящее время в качестве измерительных устройств различные по конструктивным решениям лазерные устройства.

Аналогичные системы автоматического измерения результатов обработки и введения компенсации применяются также на токарных станках. Ряд конструкций разработан специализированными фирмами (например Marposs , ФРГ), а также фирмами-изготовителями токарных станков.

В автоматической системе измерения MDS фирмы (Gildemeister) (ФРГ) аналогичное измерительное устройство монтируется в инструментальном гнезде револьверной головки токарного станка. Точность измерения диаметров по двум точкам составляет ± ( 8 мкм + 0,3 мкм/мм).