SU1268374A1

SU1268374A1 - Бесконтактный измерительный прибор

Info

Publication number: SU1268374A1
Application number: SU853906192A
Authority: SU
Inventors: Александр Александрович Аксенов; Юрий Григорьевич Гареев
Original assignee: Предприятие П/Я М-5873
Priority date: 1985-06-05
Filing date: 1985-06-05
Publication date: 1986-11-07

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл контрол целостности, степени износа и биени режущего инструмента на станках с ЧПУ, обрабатывающих центрах ГП модул х и дл активного контрол деталей с прерывистыми и непрерывными внутрепними и наружными поверхност ми. Целью изобретени вл етс расщирение технологических возможностей прибора и повышение точности измерени . Поставленна цель достигаетс за счет уменьшени динамической погрешности и возможности измерени формы инструментального лезви путем контрол в любой интересующей точке сканированием поверхности в заданной области. После обработки инструмент возвращаетс в начальную точку согласно программе . Возникающий при измерении электрический разр д содержит информацию о состо нии поверхности и форме лезвий инструмента в виде напр жени посто нного тока, которое дл получени информации о форме профил поверхности проходит Ф процесс стробировани , а дл получени (П информации о качестве поверхности производитс процесс сканировани сигнала. 8 ил.

Description

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл контрол целостности, степени износа и биени режущего инструмента (фрезы, сверла , зенкера и др.) на станках с ЧПУ, обрабатывающих модул х гибкой производственной системы ГПС, а также дл активного контрол деталей с непрерывными и прерывистыми поверхност ми как снаружи, так и внутри.

Цель изобретени - расширение технологических возможностей прибора и повышение точности измерени , за счет уменьшени динамической погрешности и возможности измерени формы инструментального лезви путем обеспечени контрол в любой интересующей точке сканированием поверхности в заданной области.

На фиг. 1 изображена структурна схема предлагаемого бесконтактного прибора дл контрол прерывистых поверхностей; на фиг. 2 - выходна характеристика измерительного блока и временные диаграммы сигналовформировател импульсов

стробировани ; на фиг. 3 - структурна схема формировател импульсов стробировани ; на фиг. 4 - принципиальна схема формировател импульсов момента стробировани ; на фиг. 5 - принципиальна схема одновибратора; на фиг. 6 - структурна схема блока защиты; на фиг. 7 - пример взаимного расположени прерывистой поверхности (фрезы) и электрода электроразр дного датчика в момент стробировани ; на фиг. 8 - пример способа ориентации прохождени линии измерени через ось контролируемой детали.

Бесконтактный измерительный прибор дл контрол прерывистых поверхностей содержит измерительное устройство I, состо щее из первого 2 и второго 3 электродов электроразр дного датчика 4, установленного на измерительной каретке 5, перемещаемой микрометрическим винтом 6 относительно основани 7, зафиксированного прецизионным щтырем 8, установленным в базовое отверстие 9 стола станка 10. Электроды датчика 4 через контакты переключател 11 соединены с измерительным блоком 12, первый выход которого соединен с показывающим прибором 13, а второй - с первыми входами аналого-цифрового преобразовател 14, формировател 15 импульсов стробировани и блоком 16 защиты, выход которого соединен с входом устройства 17 управлени станком 10 с ЧПУ. Второй вход формировател 15 и блока 16 защ,иты соединены соответственно с первым и вторым выходом задатчика 18 уставок. Выход аналого-цифрового преобразовател 14 соединен с входом цифрового отсчетного устройства 19. Формирователь 15 импульсов стробировани (фиг. 3) вырабатывает стробимпульс FU дл запуска аналого-цифрового

преобразовател 14 на преобразование размерной информации и передачи ее в цифровое отсчетное устройство 19 в заданной точке поверхности контролируемого инJ струмента и содержит компаратор 20 напр жени , выполненный, напри.мер, на операционном усилителе, формирователь 21 импульса момента стробировани (фиг. 4) и одновибратор 22 (фиг. 5), выполненные оба, например, на элементах И-НЕ. Задат0 чик 18 уставок (фиг. 4) содержит генератор 23 пилообразного напр жени ГГШ, транзистор 24, резистор 25 дл плавного задани величины уставки U, соединенный через переключатель 26 с конденсатора.ми

5 27-29 и первым выходом задатчика 18 уставок.второй выход которого соединен с выходом делител напр жени на резисторе 30 дл задани величины уставки УЗ дл блока 16 защиты. Последний (фиг. 6) содержит пороговый элемент 31, выполнен0 ный по схеме триггера Шмитта, и элемент 32 задержки. Основание 7 имеет паз 33, вл ющийс взаимоответным выточке на эталонном штыре 8. В основании 7 установлен фиксатор 34, фиксирующий эталон5 ный штырь 8 по контролируемому инструменту 35.

В предлагаемом приборе функционируют: иб - выходное напр жение измерительного блока 12, пропорциональное величине

0 электроразр дного промежутка; Ujj-,, - напр жение , пропорциональное величине начального рассогласовани (Г(,; Uj - напр жение на выходе злдатчика 18, ограничивающее опасную зону работы электроразр дного датчика 4; Y - строб-импульс дл

запуска аналого-цифрового преобразовател 14 на преобразование входного напр жени Utf- в цифровой код и передачу его на цифровое отсчетное устройство 19; Т- временна уставка задатчика 18, ус0 танавливающа момент выработки стробимпульса FC ; UK - сигнал на выходе компаратора 29; Uc - сигнал на выходе формировател 21, длительность которого соответствует моменту стробировани относительно начала фазы сигнала Р. ; Г Р - сиг5 : .

налы на экстренное выключение приводов станка.

Измерительный прибор работает следующим образом.

Работу прибора рассматривают на 0 примере контрол режущей кромки инструмента 35, например фрезы, на станке с ЧПУ. По окончании обработки детали по программе режущий инструмент 35, например фреза, возвращаетс в начальную точку программы, в которой по нормали к обра5 зующей поверхности инстру.мента 35 установлены электроды 2 и 3 электроразр дного датчика 4. Между режущими кромками инструмента 35 и электродом 2 возникает

электрический разр д (фиг. 7), информаци о котором через контакты переключател 11 и измерительный блок 12 выдаетс на аналого-цифровой преобразователь 1, формирователь 15 импульсов стробировани и блок 16 защиты в виде напр жени посто нного тока Us, пропорционального величине электроразр дного промежутка S. Сформированный формирователем 15 строб-импульс FC запускает аналого-цифровой преобразователь 14, который преобразует напр жение U в цифровой код и передает его в цифровое отсчетное устройство 19. Так как величина электроразр дного промежутка (У в процессе контрол режущего инструмента 35 повтор ет форму профил поверхности зуба фрезы у его вершины (фиг. 2), а напр жение U пропорционально величине (У, то дл того, чтобы информаци о поверхности зуба инструмента 35 проходила на отсчетное устройство 19 только в момент его прохождени под электродом 2, например в точке А (фиг. 2) поверхности зуба инструмента 35 заданной уставкой- Г задатчика 18, в предлагаемый прибор введен формирователь 15 импульсов стробировани , у которого состо ние выхода компаратора 20 мен етс в зависимости от соотношени величины входного напр жени Us- и опорного IJor на его входных выводах (фиг. 3). Отрицательный фронт изменени уровн UK выхода компаратора 20 запускает формирователь 21 импульса момента стробировапи , выполненного, например, на элементах И-НЕ (фиг. 4), у которого длительность выходного импульса Uc. соответствует моменту стробировани поверхности зуба инструмента 35 (фрезы) в точке А заданного уставкой Т. Переключением конденсаторов 27-29 в задатчике 18. осуществл етс дискретное изменение длительности импульса Uc., а плавное - изменением величины резистора 25.

Контроль качества провер емой поверхности в заданной ее области (например, при исследовании степени выработки за режущей кромкой) производитс путем сканировани : Последнее производитс , например, по схеме шунтировани резистора 25 транзистором 24, управл емого от ГПН 23. Область сканировани ограничиваетс изменением амплитуды сигнала с выхода ГПН 23. Дл того, чтобы сканирование производилось по каждому зубу режущего инструмента 35 запуск и сброс ГПН 23 производитс передним и задним фронтом сигнала Ui с выхода компаратора 20. Выход формировател 15 соединен с запускающим входом управл емого аналого-цифрового преобразовател 14 через одновибратор 22, выполненный, например , на элементах И-НЕ (фиг. 5), который из сигнала Uc формирует по длительности строб-импульс FI-, дл запуска преобразовател 14 на преобразование напр жени US в цифровой код и передачу его на отсчетное устройство 19. Сдвига по времени 3 формирование импульса Е относительно с начала фазы сигнала U путем изменени величины уставки Т в задатчике 18, можно производить сканирование поверхности зуба и тем самым контролировать ка-чество поверхности режущей кромки инструмента 35 в заданной ее области.

0 Настройка устройства осуществл етс с установки в базовое отверстие 9 на столе станка 10 или ложементе прецезионного штыр 8 с диаметром, равным диаметру режущего инструмента 35. Начальна точка

5 программы обработки детали должна соответствовать центру отверсти 9 под базовый штырь 8. Это позвол ет производить контроль качества режущей кромки инструмента 35, ее целостности каждый раз по окончании обработки детали по программе. Дл на0 стройки режущий инструмент 35 по программе выводитс в начальную точку. Через контакты переключател 11 измерительный блок 12 соедин етс с вторым электродом 3 датчика 4. Микрометрическим винтом 6

5 приближают электроды 2 и 3 датчика 4, установленного на измерительной каретке 5, к прецезионному щтырю 8 и инструменту 35 до по влени разр да между штырем 8 и электродом 3 и затем по показанию прибора устанавливают величину электроразр д0 ного промежутка , равную величине начального рассогласовани сГо (фиг. 2). При этом радиус эталонного инструмента Rs равен сумме радиуса R прецезионного штыр 8 и величины начального рассогласовани So, т.е. R3 RUI+ SoДл определени фактического радиуса режущего инструмента 35, который увеличиваетс в результате его биени , измерительный блок 12 через контакты переключател 11 соедин етс с электродом 2 датчика 4 и включаетс шпиндель станка на малых оборотах. Показани отсчетпого устройства 19 дают фактический радиус инструмента Rf, который равен сумме радиуса инструмента Ra и величины электроразр дного промежутка f, измеренного в момент стробировани вершины зуба инструмента 35, т.е. в момент прохождени режущей кромки под электродом 2 датчика 4. При этом RФ (Rn + 5) -бо и при

0 необходимости можно ввести кооррекцию на радиус инструмента на пульте 17 управлени станком 10 с ЧПУ. Дл того, чтобы электроды датчика 4 были всегда ориентированы по линии измерени проход щей через ось контролируемой детали, ое5 пование 7 измерительного устройства 1 соедин ют , например, с выточкой на эталонном штыре 8 взаимоответным пазом 33, фиксируют фиксатором 34 и устанавливают

талонным штырем 8 в базовое отверстие 9 на столе станка 10.

Предлагаемое изобретение по сравнению с известным позволит бесконтактным способом непосредственно на станке производить контроль целостности режущей кромки инструмента, его формы, размеры и качество поверхности детали.

Claims

Формула изобретени

Бесконтактный измерительный прибор, содержащий измеритель в виде электроразр дного датчика, соединенный с показывающим прибором через измерительный блок, отличающийс тем, что, с целью повыщени точности и расщирени технологических возможностей, он снабжен переключателем , установленным между датчиЯУиг .2

КОМ и измерительным блоком, и системой управлени , включаюп;ей аналого-цифровой преобразователь, формирователь импульсов стробировани , первый выход которого св зан с входом аналого-цифрового преобразовател , блок защиты, устройство управлени , вход которого св зан с выходом блока защиты, задатчик уставок, выходы которого соединены с соответствующими входами формировател импульсов стробировани и блока защиты, а вход - с выходом формировател импульсов стробировани , и цифровое отсчетное устройство, св занное с выходом аналого-цифрового преобразовател , при этом выход измерительного блока соединен с входами аналого-цифрового преобразовател , формировател импульсов стробировани и блока защиты.

U.2.3

cf

Ж

r

Vuz.S и.

16

VLL2.6

Фаг. 7