Контроль состояния инструмента на станке

Гарантия качества обработки деталей в ГАП в значительной степени определяется состоянием инструмента. Поэтому первостепенное значение приобретает обеспечение обработки качественным инструментом. Для этих целей каждому инструменту назначается гарантированный срок годности (стойкости), а система управления комплексом (сигналом) ведет счет фактически отработанного инструментом времени. При выработке срока годности инструмент не допускается к дальнейшему использованию и заменяется дублером. Такая система контроля состояния инструмента в принципе обеспечивает работу качественным инструментом, однако у нее есть слабое место - ошибки при назначении срока годности (стойкости), который может колебаться в широких пределах в зависимости от качества изготовления инструмента (материала, термообработки, заточки и т.п.), нестабильности свойств обрабатываемого материала заготовки, переменности припуска, изменения условий смазывания, охлаждения и т.п. Аварийную ситуацию может создать поломка инструмента, зачастую имеющая место при сверлении малых диаметров нарезания резьбы метчиком и других операциях. Поэтому наряду с системой учета времени работы инструмента применяются различные методы прямого или косвенного контроля за состоянием инструмента.

Распространенным методом обнаружения поломки инструмента является применений специального детектора, который помещается на столе станка. Координаты X, Y детектора известны заранее и конец проверяемого инструмента по программе перемещается к месту проверки. Если инструмент сломан, длина его будет меньше и он не дойдет до точки проверки. Применяются электрические детекторы типа конечного выключателя и пневматические.

Схема такого детектора фирмы Хитачи Сейки (Япония) приведена на рис.39. На салазках 2 станка, поблизости от стола I, на котором размещается заготовка во время обработки, закреплен детектор 3, имеющий форму скобы. Пневматическая часть включает систему 4 подготовки воздуха на станке, редукционный клапан 5 и пусковой соленоид 6 панели управления, детектор 9 и преобразователь давления в электрический сигнал. Когда магнит соленоида б включен, воздух выходит из сопла А. Если нет инструмента в детекторе у точки проверки, воздух поступает в сопло В и нарушает баланс внутри преобразователя 7, перемещая поплавок 8. Поплавок имеет магнит, переключатель в преобразователе срабатывает при перемещении поплавка и подает сигнал о поломке инструмента. Станок немедленно останавливается, а световой сигнал сообщает о случившемся. Вновь станок пускают в ручном режиме.

Широкое распространение получает измерение размеров режущего инструмента непосредственно на станке, с автоматическим занесением в систему управления требуемой величины коррекции. Для этих целей, в частности, применяются системы автоматического измерения и компенсации.: При этом измерительное устройство (аналогичное показанному на рис.38, или лазерного типа и т.п.) устанавливается на столе станка, и инструмент, помещенный в шпиндель, подводится по программе к щупу датчика. Измеренная разность между фактическим положением режущей кромки инструмента и заданным программой добавляется к запрограммированной коррекции.

Для обнаружения поломок сверл диаметром 5 мм и метчиков M10 и более применяют устройство измерения выхода тока нагрузки двигателя шпинделя за верхний или нижний пределы. Верхний предел указывает на затупление инструмента, нижний - на поломку.

Для обнаружения износа или поломки инструмента, а также управления условиями механической обработки применяют тензомет-рические устройства измерения силы на приводах подач или шпинделе. Такое устройство высокой чувствительности позволяет обнаружить: степень износа инструмента и его поломку; нарушение удаления стружки при операциях сверления; изменения в обрабатываемости материала; отклонения в припуске обработки; неточную установку детали или инструмента (Sandvik Coromant).