АПП курсовик / 5551 АПП / Курсовой проект / Обработка на станках с ЧПУ / Наладка и эксплуатация станков с ЧПУ

Поправки X0 и Z0 измеряют с помощью эталонных оправок или шаблонов с известными вылетами контрольных поверхностей от базовой точки N адаптера. Пример выверки отсчетной системы по оси Z изображен на рис. 2.33. Эталонную оправку известной длины l устанавливают в адаптере и совмещают визир с вершиной оправки. Далее по результатам измерения координаты ZИ рассчитывают искомое смещение Z0 = l - ZИ . Одновременно с этим можно проконтролировать и правильность расположения оси адаптера по координате X .

Рис.2.33. Выверка отсчетной системы с помощью эталонной оправки:

а- исходное положение отсчетной системы;

б- положение отсчетной системы при выверке

Для некоторых видов инструментов (сверл, зенкеров, разверток, метчиков, фрез и др.) требуется настройка только по одной координате Z со сравнительно невысокой точностью (до 0,1 мм). Такую настройку южно выполнить на более простых приборах с механическим принципом измерения, например на приборе ЕВ-2022 (рис. 2.34).

71

Рис.2.34. Механический прибор БВ-2022 для настройки осевых инструментов

Измеряемый инструмент 2 устанавливают в адаптере I, который смонтирован на основании 5. В качестве отсчетного устройства используется штангенрейсмасс 4 со сменным упором 3. Для повышения точности настройки вместо упора закрепляют кронштейн 6 с индикатором 7, который предварительно выставляют на нужный размер с помощью эталона или блока мерных плиток.

72

Более универсальный прибор 8580-400 для размерной настройки расточных оправок и осевого инструмента изображен на рис. 2.35. На сварной подставке 14 закреплена плита 12, в которой смонтированы адаптер 2 (с конусом Морзе № 6) и адаптер 11 (с конусностью 7:24). Между адаптерами расположена вертикальная стойка 15 с поперечной штангой 4, закрепленной в кронштейне 8, который перемещается по стойке с помощью зубчатой передачи от рукоятка 9 и зажимается фиксатором 7.

Рис.2.35. Универсальный механический прибор 8580-400 для настройки расточных и осевых инструментов

73

На поперечной штанге установлены кронштейны 5 с индикаторами 16, которые зажимаются фиксаторами 6. Оправка 10 закрепляется в адаптере с конусностью 7:24 с помощью рукоятки 13. Выталкивание оправки 3 из адаптера с конусом Морзе № 6 производится эксцентриком от рукоятки I.

Многие фирмы включают в комплект поставки режущих и вспомогательных инструментов малогабаритные приборы для их настройки. Например, швейцарская фирма Kaiser предлагает простое устройство для настройки расточных блоков (рис. 2.36).

Рис.2.36. Малогабаритный прибор фирмы Kaiser для настройки расточных блоков

В плите 1 запрессованы четыре втулки 9, в одну из которых вставляют стержень 3 и закрепляют винтами 2. На стержне установлен многооборотный индикатор 4 для настройки радиального вылета WX , а также штатив 5 с индикатором 6 для контроля осевого вылета WZ. Инструментальный блок 7 устанавливают в отверстие втулки 8. Предварительную настройку индикаторов на заданные размеры осуществляют по эталонной оправке 10.

74

Для настройки радиальных вылетов расточных резцов используют также и "традиционные" способы, которые применяются на обычных расточных станках [22, 35]. Например, при известном диаметре оправки d можно выполнить настройку с помощью универсального измерительного прибора (штангенциркуля, микрометра, индикаторной скобы и др.). По результатам контроля габаритного размера ХИ между режущей кромкой и противоположной стороной оправки (рис.2.37) определяют радиальный вылет резца WХ = ХИ - d/2 .

Рис.2.37. Схема настройки расточного резца с помощью универсальных измерительных приборов

Для настройки резца под черновую или получистовую обработку применяют специальный штангенциркуль (рис. 2.38).

Рис.2.38. Штангенциркуль для настройки расточных резцов

75

На штанге 4 с помощью винтов 2 закрепляют призму 1 таким образом, чтобы биссектриса призмы проходила через нулевое деление основной шкалы. Штангенциркуль накладывают на корпус оправки 5 и, перемещая рамку 3, измеряют вылет резца WX..

Точную регулировку резцов можно осуществить с помощью накладных призм с индикаторами (рис. 2,39). На призме 2 закреплена стойка 3, по которой перемещается штатив 4 с индикатором 1. Призму устанавливают на оправку 5 и закрепляют с помощью встроенных магнитов (рис.2.39, а), или винтом 6 (рис. 2.39, б). Настройку индикатора обычно выполняют с помощью блока мерных плиток размером ХИ от поверхности оправки, а вылет приравнивают значению WX = ХИ + d/2.

Рис.2.39. Накладные призмы с индикаторами:

а - с закреплением магнитами; б - с закреплением винтом

76

Кроме показывающих приборов для настройки расточных резцов применяют также специальные шаблоны: установочные кольца и полукольца, съемные шаблоны флажкового типа, "наездники" с жестким и регулируемыми упорами и др. [22, 35].

Суммарная погрешность измерения вылетов инструмента на приборах для настройки вне станка в общем случае складывается из четырех составляющих

∆ = ∆1 + ∆2 + ∆3 + ∆4 , где ∆1 - погрешность установки инструмента в иструментодержателе

станка, которая зависит от точности изготовления сопрягаемых поверхностей инструмента и инструментодержателя;

∆2 - погрешность отсчета координат измерительного устройства относительно нулевой точки отсчетной системы;

∆3 - погрешность совмещения режущих кромок с измерительным устройством, зависящая от квалификации наладчика и конструкции прибора; ∆4 - погрешность привязки нуля отсчетной систем к базовой точке адаптера с помощью эталонной оправки или шаблона, которая зависит от

точности изготовления применяемого эталона.

3.АВТОМАТИЗАЦИЯ КОНТРОЛЯ И ДИАГНОСТИКИ

3.1.Виды и задачи автоматизированного контроля.

Для современных станков с ЧПУ характерно широкое применение средств автоматизированного контроля и диагностики. Если до недавнего времени дело ограничивалось проверкой состояния УЧПУ и основных узлов станка, то сейчас ставится задача комплексного контроля технологического процесса и функционирования технологического оборудования. Решение этой задачи особенно важно для ГПС в условиях "безлюдного" производства.

77

Автоматизация контроля и диагностики технологического оборудования является новой и постоянно развивающейся областью техники. По этой причине толкование терминов и основных понятий здесь еще не установилось. Наиболее приемлемым представляется подход, предложенный в [2], где введено понятие системы поддержания работоспособности (системы ПРС), как совокупности всех средств и устройств, встроенных в технологическое оборудование для выполнения контроля и диагностики. Система ПРС состоит из отдельных подсистем, которые могут работать как совместно, так и автономно в зависимости от конструктивного исполнения:

-подсистема контроля состояния инструмента:

-подсистема размерного контроля;

-подсистема контроля функционирования механизмов;

-подсистема контроля состояния механизмов;

-подсистема адаптивного управления.

Главной функцией системы ПРС является оперативный контроль, выполняемый в процессе автоматической работы станка. Оперативный контроль подразделяется на следующие виды:

-входной контроль;

-функциональный контроль;

-выходной контроль.

Входной контроль производится на подготовительном этапе с целью проверки готовности УЧПУ, станка и технологической оснастки к обработке заготовки. Основными задачами входного контроля являются:

-идентификация заготовки по ее коду для вызова соответствующих программ настройки и обработки;

-измерение заготовки с целью коррекции управляющей программы (например, для определения числа черновых ходов в зависимости от фактического припуска);

78

-проверка твердости заготовки для коррекции режимов резания (особенно для черновой обработки);

-проверка наличия нужного инструмента и достаточности ресурса его стойкости (во избежание прерывания автоматического цикла);

-размерная привязка нового инструмента к системе отсчета станка;

-проверка соответствия расположения инструментов в магазине тексту управляющей программы;

-проверка наличия необходимых программ (по коду заготовки) и правильности их передачи в оперативную память;

-проверка базирования заготовки и его коррекция (при необходи-

мости);

-проверка надежности закрепления заготовки.

Функциональный контроль осуществляется непосредственно в процессе обработки с целью обеспечения требуемого качества обработки (точности, шероховатости и др.), повышения производительности и безаварийной работы станка. Перечень основных задач функционалъного контроля выглядит следующим образом:

-контроль протекания процесса резания (мощности и силы резания, уровня вибраций, вида стружки и др.);

-контроль состояния инструмента (затупления, размерного износа, поломки);

-промежуточный размерный контроль с целью своевременной коррекции на размеры инструмента;

-контроль работы УЧПУ и связанных с ним устройств (датчиков обратной связи, приводов шпинделя и подач, элементов автоматики и т.п.);

-контроль работы вспомогательных систем и механизмов (гидро- и пневмооборудования, системы подачи СОЖ, системы смазки, механизма смены инструментов и др.);

79

-контроль работы механизмов формообразования (суппорта, координатного стола, шпинделя, поворотных головок).

Выходной контроль производится на заключительном этапе по завершении обработки с целью проверки соответствия детали требованиям чертежа. Непосредственно на станке этот вид контроля выполняется при отсутствии специального измерительного оборудования (координатноизмерительных машин), а также для деталей больших габаритов (из-за сложности переустановки).

Кроме оперативного контроля система ПРС осуществляет также тестовый контроль, необходимый для своевременного проведения профилактических и ремонтных работ. Тестовый контроль выполняется в то время, когда станок не работает по управляющей программе, и по своей сути является одним из видов технического обслуживания.

Эффективность системы ПРС во многом определяется содержанием решений, которые она способна принимать по результатам контроля в случае нарушения работоспособности. Возможны три уровня таких решений:

-прекращение работы и вызов наладчика (например, при поломке инструмента);

-автоматическое восстановление работы после отказа (замена затупившегося инструмента дублером, повторная установка заготовки роботом, временное отключение станка при перегреве и т.п.);

-предупреждение отказов (автоматическая коррекция размерного износа инструмента, адаптивное управление режимами резания и др.).

Наиболее эффективны решения третьего уровня. Однако их реализация требует усложнения системы ПРС, что приводит к увеличению стоимости. На практике, чаще всего, ограничиваются решениями первых двух уровней, стоимость технической реализации которых относительно невелика.

80