способ автоматической настройки расточной борштанги на станке с чпу и устройство для его реализации

Формула изобретения

1. Способ автоматической настройки расточной борштанги на станке с ЧПУ, включающий определение положения вершины инструмента относительно оси борштанги и перемещения инструмента относительно борштанги в заданное положение, отличающийся тем, что, с целью повышения точности настройки, дополнительно определяют биение борштанги, установленной в позиции обработки, в течение одного оборота борштанги, с использованием выполненной на борштанге базовой поверхности, после чего устанавливают инструмент в заданное положение относительно оси борштанги.

2. Устройство для автоматической настройки расточной борштанги на станке с ЧПУ, включающий упор, установленный на станине станка, предназначенный для определения положения вершины инструмента, отличающееся тем, что, с целью повышения точности настройки, в устройство дополнительно введены установленные на станине первый датчик, предназначенный для определения положения базовой поверхности борштанги, и второй датчик, предназначенный для определения биения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в модулях ГПС для механической обработки в условиях безлюдной технологии, в частности для наладки на размер расточной борштанги на станках с ЧПУ.

Целью изобретения является повышение точности настройки на станке расточной борштанги по диаметру за счет учета несоосности оси шпинделя и борштанги.

Способ автоматической настройки расточной борштанги на станке с ЧПУ реализуется следующим образом.

Устройство автоматической настройки расточной борштанги устанавливается на край стола обрабатывающего центра и закрепляется неподвижно на столе станка так, чтобы оно не мешало механической обработке и установке детали на столе станка. После установки расточной борштанги в шпинделе станка устройство со столом передвигается в направлении шпинделя по точно установленным координатам. Когда контактный датчик, который установлен в устройстве, касается цилиндрической базовой поверхности борштанги в точке А (базовая цилиндрическая поверхность получается при изготовлении борштанги с большой точностью на округлость с радиусом R, а точка А соответствует месту выхода инструмента из борштанги), стол останавливается на расстоянии В₁ от точки А до неподвижного упора, который также находится в устройстве выше датчика. Затем вторым датчиком, находящимся рядом с первым датчиком в устройстве, на одном обороте шпинделя определяют несоосность оси симметрии базовой цилиндрической поверхности и оси вращения этой поверхности, т. е. несоосность оси борштанги и шпинделя. Полученные данные поступают через АЦП на систему управления ЧПУ и по подпрограмме для настройки расточного резца вычисляют величину хода стола В₂ по формуле

B₂= (B₁+ R - e) - , (1) где В₁ - расстояние от вершины контактного датчика до упора;

D - диаметр получаемого отверстия при механической обработке;

R - радиус базовой цилиндрической поверхности;

е - несоосность оси шпинделя и борштанги, которая определяется по формуле

e = , (2) где d₁ - расстояние от второго датчика до точки А;

d₂ - расстояние от этого датчика до противоположного точке А при половине оборота шпинделя. После этого шпиндель поднимается вверх до уровня упора, который установлен в устройстве, т. е. на величину Е₁, инструмент освобождается от зажима в борштанге и принимает крайнее положение с помощью пружины, вершина резца почти доходит до упора, затем стол передвигается в поперечном направлении в сторону шпинделя, и инструмент заходит в борштангу под нажимом упора на величину В₂, стол останавливается, и инструмент закрепляется зажимным механизмом в борштанге. Таким образом, расточная борштанга будет настроена по диаметру D на станке. Диапазон вылета резца в борштанге зависит от диаметра самой борштанги, т. е. для различных по диаметру борштанг ход регулировки инструмента в борштанге будет различный.

На фиг. 1 представлена схема наладки расточной борштанги на станке с ЧПУ, вид спереди, R₁ = ; на фиг. 2 - вид сверху.

На столе станка 1 закреплено устройство автоматической наладки 2. В устройстве 2 установлен контактный датчик 3 и рядом бесконтактный датчик 4 и выше датчика упор 5. В шпинделе 6 установлена борштанга 7, в которой находится инструмент 8, закрепленный в борштанге 7 зажимным механизмом (пневмоцилиндром 9), а за инструментом в борштанге установлена пружина 10. В устройстве 2 установлен также механизм для выпуска и запуска воздуха 11.

Устройство работает следующим образом.

Устройство 2 закрепляют на краю стола 1 станка так, чтобы оно не мешало механической обработке. После установки расточной борштанги 7 в шпинделе 6, с помощью программного управления устройство 2 со столом 1 передвигается в поперечном направлении в сторону шпинделя 6 по установленным координатам и когда контактный датчик 3 касается борштанги 7 в точке А, стол останавливается и получаем расстояние В₁ от точки А до упора 5. Затем на одном обороте шпинделя 6 бесконтактным датчиком 4 определяют расстояние до точки А и расстояние до точки, противоположной точке А на базовой цилиндрической поверхности, эти величины через АЦП передают на систему управления ЧПУ и по формуле (2) определяют несоосность оси шпинделя 6 и борштанги 7, далее по формуле (1) определяют величину В₂. Затем шпиндель 6 поднимается строго вверх до уровня упора 5, т. е. на величину Е₁, и инструмент 8 освобождается от зажима 9 и с помощью пружины 10 он достигает крайнего положения в борштанге 7, т. е. вершина инструмента 8 доходит до упора 5, затем устройство со столом 1 перемещается в поперечном направлении в сторону шпинделя 6, и инструмент 8 заходит в борштангу 7 под нажимом упора 5. После перемещения стола на величину В₂ он останавливается, и инструмент 8 закрепляется зажимным механизмом 9, таким образом расточная борштанга 7 налажена на размер обработки отверстия по диаметру D.

Применение указанного способа наладки расточного инструмента значительно сокращает время наладки расточной борштанги, а также повышает точность настройки и эффективность использования на разных диаметрах обработки расточной борштанги, т. е. без смены борштанги ее можно быстро переналаживать на другой диаметр обработки.