RU2799376C1 - Method for mechanical processing and control of the inner surface of complex-shaped ceramic products - Google Patents
Method for mechanical processing and control of the inner surface of complex-shaped ceramic products Download PDFInfo
- Publication number
- RU2799376C1 RU2799376C1 RU2022128795A RU2022128795A RU2799376C1 RU 2799376 C1 RU2799376 C1 RU 2799376C1 RU 2022128795 A RU2022128795 A RU 2022128795A RU 2022128795 A RU2022128795 A RU 2022128795A RU 2799376 C1 RU2799376 C1 RU 2799376C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- product
- probe
- theoretical
- measurements
- diameter
- Prior art date
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 27
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 2
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 241001422033 Thestylus Species 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области механической обработки изделий из различных материалов и может быть использовано при обработке сложнопрофильных керамических изделий. The invention relates to the field of mechanical processing of products from various materials and can be used in the processing of complex-shaped ceramic products.
Известно техническое решение специальный станок с ЧПУ (Патент РФ №2492990, МПК В24В 49/10, В24В 5/16, опубл. 20.09.2013, Бюл. №26), в котором описан способ механической обработки деталей из керамических материалов, включающий установку обрабатываемого изделия на устройстве базирования, выполняется контрольно-измерительный цикл, установленным на станине измерительным узлом, посредством системы ЧПУ рассчитываются припуски и создается управляющая программа, учитывающая предварительно введенные координаты контура, обработку заготовки по управляющей программе, периодические контрольно-измерительные циклы для оценки величины оставшегося припуска, по достижении заданных расчетных геометрических параметров механическая обработка завершается. A technical solution is known for a special CNC machine (RF Patent No. 2492990, IPC V24V 49/10,
Недостатком известного способа являются недостаточно высокая точность обработки внутренней поверхности изделия из-за отсутствия учета погрешностей измерений, а также сложная конструкция измерительного узла размещенного на станине станка.The disadvantage of the known method is the insufficiently high accuracy of processing the inner surface of the product due to the lack of measurement errors, as well as the complex design of the measuring unit placed on the machine bed.
Наиболее близким по технической сущности (прототипом) к заявленному решению является способ механической обработки внутренней поверхности сложнопрофильных керамических изделий (Патент РФ №2765866, МПК В24В 1/00, В24В 5/16, опубл. 04.02.2022, Бюл. №4), включающий установку изделия в барабан, закрепление изделия, механическую обработку изделия по управляющей программе и выполнение промежуточных измерений контактным методом двойным касанием при помощи щупа с датчиком, устанавливаемым в инструментальный шпиндель станка, при этом первое касание поверхности щупом выполняют при подаче 50 – 100 мм/мин, затем щуп с датчиком отводят на 0,2 – 0,4 мм от поверхности изделия и выполняется второе касание при подаче 1 – 5 мм/мин и проводят измерения, результаты измерений сравнивают со значениями, задаваемыми теоретическим контуром, и высчитывают величину отклонения, затем проводят обработку поверхности изделия с последующими измерениями до достижения заданных размеров.The closest in technical essence (prototype) to the claimed solution is a method for machining the inner surface of complex-shaped ceramic products (RF Patent No. 2765866, IPC V24V 1/00,
Недостатком прототипа является отсутствие возможности визуализации отклонения контура керамического изделия от теоретического и возможных столкновений щупа с датчиком с обрабатываемым керамическим изделием. The disadvantage of the prototype is the inability to visualize the deviation of the contour of the ceramic product from the theoretical and possible collisions of the probe with the sensor with the ceramic product being processed.
Задачей заявляемого изобретения является повышение точности и сокращение вспомогательного времени обработки внутренней поверхности сложнопрофильных керамических изделий за счет использования разработанного программного обеспечения (далее - ПО).The objective of the claimed invention is to improve the accuracy and reduce the auxiliary time for processing the inner surface of complex-shaped ceramic products through the use of the developed software (hereinafter referred to as software).
Поставленная задача достигается тем, что предложен способ механической обработки и контроля внутренней поверхности сложнопрофильных керамических изделий, включающий установку изделия в барабан, закрепление изделия, механическую обработку изделия по управляющей программе и выполнение промежуточных измерений контактным методом при помощи щупа с датчиком, результаты измерений сравнивают со значениями, задаваемыми теоретическим контуром, высчитывают величину отклонения, затем проводят обработку поверхности изделия с последующими измерениями до достижения заданных размеров, отличающийся тем, что перед выполнением промежуточных измерений теоретический контур загружают в разработанное ПО, в котором выбирают: конфигурацию измерительной системы, а именно, длину и диаметр щупа, длину и диаметр удлинителя, длину и диаметр передатчика, длину и диаметр шпинделя и диаметр шарика; измеряемые сечения внутренней поверхности керамического изделия; угол поворота шпинделя; безопасную высоту; высоту переезда; скорость «холостых» переездов щупа; рабочую скорость щупа; отвод перед рабочим касанием щупа, после в данном ПО производится визуализация движения измерительной системы, после установки всех необходимых настроек и исключения возможных столкновений автоматически формируется программа измерений, затем программу измерений переносят на стойку станка и производят измерения внутренней поверхности изделия, в результате измерений изделия на станке генерируется файл отчета, который загружается в разработанное ПО, в котором происходит наложение измеренного контура на теоретический с представлением результатов отклонений измеренного контура внутренней поверхности изделия от теоретического.The task is achieved by the fact that a method is proposed for machining and controlling the inner surface of complex-shaped ceramic products, including installing the product in a drum, fixing the product, machining the product according to the control program and performing intermediate measurements by the contact method using a probe with a sensor, the measurement results are compared with the values , given by the theoretical contour, the deviation value is calculated, then the surface of the product is processed with subsequent measurements until the specified dimensions are reached, characterized in that before performing intermediate measurements, the theoretical circuit is loaded into the developed software, in which the following is selected: configuration measuring system, namely, the length and diameter of the stylus, the length and diameter of the extension, the length and diameter of the transmitter, the length and diameter of the spindle and the diameter of the ball; measured sections of the inner surface of the ceramic product; spindle angle; safe height; crossing height; speed of "idle" moving probe; working speed of the probe; retraction before the working touch of the probe, after this software visualizes the movement of the measuring system, after setting all the necessary settings and eliminating possible collisions, a measurement program is automatically generated, then the measurement program is transferred to the machine stand and measurements of the inner surface of the product are made, as a result of measurements of the product on the machine a report file is generated, which is loaded into the developed software, in which the measured contour is superimposed on the theoretical one with the presentation of the results of deviations of the measured contour of the inner surface of the product from the theoretical one.
Для реализации описываемого способа авторами был использован специальный станок под управлением ЧПУ с использованием, устанавливаемого в инструментальный шпиндель станка щупа с датчиком известных контактно-измерительных средств.To implement the described method, the authors used a special CNC machine using known contact-measuring tools installed in the tool spindle of the machine tool with a probe.
Авторами разработано ПО автоматизированного создания управляющей программы для обмера изделия. The authors have developed software for the automated creation of a control program for measuring the product.
Разработанное ПО имеет возможность выбора геометрических параметров измерительной системы (диаметр шарика, длина и диаметр щупа, длина и диаметр удлинителя, длина и диаметр шпинделя, угол поворота шпинделя), параметров траектории (скорости «холостых» и рабочих перемещений, высоты «холостых» перемещений, высота подвода и переезда), визуальный контроль движения измерительной системы, позволяющий предупредить столкновения с измеряемой поверхностью изделия.The developed software has the ability to select the geometric parameters of the measuring system (ball diameter, probe length and diameter, extension length and diameter, spindle length and diameter, spindle rotation angle), trajectory parameters (speed of "idle" and working movements, height of "idle" movements, approach and crossing height), visual control of the movement of the measuring system, which makes it possible to prevent collisions with the measured surface of the product.
В ходе апробации способа была проведена внутренняя обработка сложнопрофильной керамической заготовки изделия с периодическими измерениями внутренней поверхности щупами с керамическими датчиками диаметром ∅ 6, 8, 12 мм до достижения необходимой точности и поворотом шпинделя от 1° до 10°.During the approbation of the method, internal processing of a complex-profile ceramic workpiece of the product was carried out with periodic measurements of the inner surface with probes with ceramic sensors with a diameter of ∅ 6, 8, 12 mm until the required accuracy was achieved and the spindle was rotated from 1° to 10°.
Заявляемый способ реализуется следующим образом.The inventive method is implemented as follows.
На персональном компьютере открывают разработанное ПО и загружают теоретический контур с координатами X и Z с шагом не более 1 мм. Далее в окне «Конфигурация измерительной системы» выбирают конфигурацию измерительной системы (диаметр шарика, длина и диаметр щупа, длина и диаметр удлинителя, длина и диаметр шпинделя, длина и диаметр передатчика, угол поворота шпинделя), а в окне «Сечения замеров» - измеряемые сечения. Затем подбирают угол поворота шпинделя с установленной в него измерительной системой так, чтобы ни один из её блоков не задевал измеряемый контур керамического изделия и устанавливают в соответствующем окне. В окне «Высоты и скорости» выбирают безопасную высоту, высоту переезда, скорость «холостых» переездов щупа, рабочую скорость щупа, отвод перед рабочим касанием щупа. Безопасная высота – расстояние (по оси Х) от теоретического контура до щупа, на котором происходит безопасное перемещение. Высота переезда – расстояние (по оси Х) от расчетной точки касания щупа с теоретическим контуром до касания щупа с фактическим контуром. Скорость холостых переездов щупа – скорость, на которой происходит перемещения щупа между замерами. Рабочая скорость (подача) щупа – скорость, на которой происходит перемещение щупа во время измерения. Отвод перед рабочим касанием щупа – величина отвода щупа от фактического контура перед касанием.The developed software is opened on a personal computer and a theoretical contour is loaded with X and Z coordinates in increments of no more than 1 mm. Next, in the "Measuring system configuration" window, select the configuration of the measuring system (ball diameter, probe length and diameter, extension length and diameter, spindle length and diameter, transmitter length and diameter, spindle rotation angle), and in the "Measurement cross sections" window - measured sections. Then, the angle of rotation of the spindle with the measuring system installed in it is selected so that none of its blocks touches the measured contour of the ceramic product and is installed in the corresponding window. In the "Heights and speeds" window, select the safe height, the height of the crossing, the speed of the "idle" crossings of the probe, the working speed of the probe, the retraction before the working touch of the probe. Safe height - the distance (along the X axis) from the theoretical contour to the probe, at which safe movement occurs. The height of the crossing is the distance (along the X axis) from the calculated point of contact of the probe with the theoretical contour to the touch of the probe with the actual contour. Probe idle speed - the speed at which the probe moves between measurements. The working speed (feed) of the stylus is the speed at which the stylus moves during measurement. Retraction before touching the stylus – the amount of retraction of the stylus from the actual contour before touching.
После всех необходимых настроек сохраняется программа измерений и переносится на стойку станка с ЧПУ (Фиг. 1). After all the necessary settings, the measurement program is saved and transferred to the CNC machine stand (Fig. 1).
На Фиг. 2 представлена конфигурация измерительной системы.On FIG. 2 shows the configuration of the measuring system.
В инструментальный шпиндель специального станка с ЧПУ устанавливают датчик с керамическим щупом, поворачивают инструментальный шпиндель на выбранный ранее угол, выполняют привязку датчика к измеряемому изделию и запускают управляющую программу измерения внутреннего контура заготовки изделия. A sensor with a ceramic probe is installed in the tool spindle of a special CNC machine, the tool spindle is rotated to a previously selected angle, the sensor is bound to the product being measured, and the control program for measuring the internal contour of the product workpiece is launched.
Результатом измерений является сохраненный на станке файл, который открывают в разработанном ПО через меню «Открыть измеренный контур» (Фиг. 3). The measurement result is a file saved on the machine, which is opened in the developed software through the menu "Open measured contour" (Fig. 3).
В открывшемся окне «Сравнение контуров» открывается графическое и численное отклонение измеренных значений в сравнении с теоретическими. (Фиг. 4)In the opened window "Comparison of contours" a graphical and numerical deviation of the measured values in comparison with the theoretical ones opens. (Fig. 4)
Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить точность и сократить вспомогательное время обработки внутренней поверхности сложнопрофильных керамических изделий за счет использования разработанного ПО.Thus, the proposed method makes it possible to increase the accuracy and reduce the auxiliary time for processing the inner surface of complex-shaped ceramic products through the use of the developed software.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2799376C1 true RU2799376C1 (en) | 2023-07-05 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4814998A (en) * | 1985-07-01 | 1989-03-21 | Fanuc Ltd. | Digitizing method |
| RU2082584C1 (en) * | 1992-12-29 | 1997-06-27 | Московский Институт Инженеров Железнодорожного Транспорта | Method of control of accuracy of multipass machining and device for its embodiment |
| RU2090339C1 (en) * | 1994-05-04 | 1997-09-20 | Акционерное общество "УРАЛТРАК" | Method for machining spherical end surfaces of rodlike products |
| RU2504456C2 (en) * | 2012-04-20 | 2014-01-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет" | Profiling lathe acs |
| RU2765866C1 (en) * | 2021-06-29 | 2022-02-04 | Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г.Ромашина" | Method for mechanical processing of the inner surface of complex ceramic products |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4814998A (en) * | 1985-07-01 | 1989-03-21 | Fanuc Ltd. | Digitizing method |
| RU2082584C1 (en) * | 1992-12-29 | 1997-06-27 | Московский Институт Инженеров Железнодорожного Транспорта | Method of control of accuracy of multipass machining and device for its embodiment |
| RU2090339C1 (en) * | 1994-05-04 | 1997-09-20 | Акционерное общество "УРАЛТРАК" | Method for machining spherical end surfaces of rodlike products |
| RU2504456C2 (en) * | 2012-04-20 | 2014-01-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет" | Profiling lathe acs |
| RU2765866C1 (en) * | 2021-06-29 | 2022-02-04 | Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г.Ромашина" | Method for mechanical processing of the inner surface of complex ceramic products |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5255680B2 (en) | Apparatus and method for centering a dressing tool in a thread gap of a cutting worm | |
| CN109648398A (en) | A kind of part size on-line measuring device and its detection method | |
| CN109623485A (en) | A kind of cutting tool for CNC machine length compensation system and method | |
| CN108176897A (en) | Burr removal device | |
| CN103659467B (en) | The scaling method of the axial pretravel of touch trigger probe | |
| CN107160240A (en) | The assay method and device of the mechanical precision of lathe | |
| US8047895B2 (en) | Machining device comprising a measuring device for a model | |
| CN109531274A (en) | The Z-direction datum plane of vertical knee-type milling machine detects and setting method | |
| Wozniak et al. | Variable speed compensation method of errors of probes for CNC machine tools | |
| CN109737884A (en) | On-line monitoring device and method for static and dynamic deformation of shaft parts | |
| JP3433710B2 (en) | V-groove shape measuring method and apparatus | |
| Yu et al. | Integration of tool error identification and machining accuracy prediction into machining compensation in flank milling | |
| CN112497192A (en) | Method for improving teaching programming precision by adopting automatic calibration mode | |
| RU2799376C1 (en) | Method for mechanical processing and control of the inner surface of complex-shaped ceramic products | |
| CN102985222A (en) | Grinding plate and grinding method | |
| CN108332642B (en) | Right-angle head precision detection method | |
| CN110877237B (en) | Compensation method based on the eccentricity of the center of rotation of the grinding machine spindle and the center of rotation of the workpiece | |
| JP2016129927A (en) | Method for compensating temperature-induced deviation in polishing apparatus and apparatus corresponding to the method | |
| CN109141329A (en) | A kind of ball screw On-line Measuring Method based on one-dimensional touch trigger probe | |
| CN110977612B (en) | CNC (computer numerical control) machining online measurement error correction method and system | |
| Hsieh et al. | Design, manufacture, and development of a novel automatic scraping machine | |
| RU2765866C1 (en) | Method for mechanical processing of the inner surface of complex ceramic products | |
| JP2023029215A (en) | Device and method for detecting contact between tool and workpiece | |
| KR102198547B1 (en) | The methods for deciding of cutting tool changing time and position by synchronizing the cutting position data of CNC controller and the signal data of cutting load censor | |
| JP2010184302A (en) | Working method for curved surface shape component |