Файл: Кашепава М.Я. Современные отечественные и зарубежные координатно-расточные станки обзор.pdf

координатных перемещений КРС составляет 0,002—0,003 и 0,005 лш на длине 400, 1000 и 1400 мм соответственно.

Более высокий уровень точности имеют координатно-измери- тельные машины (КИМ), изготовляемые на базе КРС. Так, пре­ дельная погрешность крупных трехкоординатных машин моделей

0,001 мм. Специальные фотоэлектрические устройства, применяе­ мые на КИМ и некоторых моделях КРС, обеспечивают точность наведения на штрих «0,1—0,3 мк.

Все шире внедряются на отечественных и многих зарубежных КРС устройства цифровой индикации координат на вынесенных панелях.

Появляются новые более совершенные модификации отсчетноизмерительных систем и создаются новые системы отсчета. В оте­ чественной координатно-измерительной машине КИМ-600, изготов­ ленной Владимирским заводом прецизионного оборудования, при­ менена отсчетно-измерительная система с использованием лазера.

Основные типы отсчетно-измерительных систем. В настоящее время на КРС применяются следующие основные типы отсчетноизмерительных систем: оптические (оптико-механические и оптикоэлектрические) и электрические.

Оптические отсчетно-измерительные системы некоторых моделей КРС описаны в работах [4, 7]. Эталонами .длины в этих системах служат стеклянные или металлические штриховые меры из опти­ ческого стекла специальных марок, сплава инварстабиль (58% Ni, 42% Fe) либо стали. К материалу штриховых мер предъявляются следующие основные требования:

коэффициент линейного расширения должен быть близок к среднему значению коэффициента линейного расширения чугуна и стали и составлять ~ 11,5± 0 - 5 - 10 _ 6 \/град;

обеспечение высокой стабильности размеров во времени. Изме­ нение длины штриховых мер в течение одного года не должно превышать для мер 0 и 1 классов (ГОСТ 12069—66) 0,5 мк на 1 м длины.

115

линеек 'плоскость зеркала шкалы, а иногда и вся поверхность де­

Fe—Ni, а также некоторые малоуглеродистые стали, причем вза­ мен никелирования зеркала шкалы применяет гальваническое хро­ мирование. Другое отличие технологии изготовления шкал состоит в том, что штрихи не нарезаются, а вытравливаются.

На отечественных заводах для нанесения штрихов на линейные штриховые меры применяют особо точные линейные делительные машины моделей МС-18М и МС-40, разработанные ЭНИМСом и изготовленные им совместно с заводом «Стаикоконструкция».

Машины копируют эталонную штриховую меру фотоэлектриче­ ским микроскопом. Поправки на аттестованные отклонения этало­ на вводятся специальным программным устройством. Точность копирования эталона ±0,1 мк.

Рис. 17. Оптическая схема отсчетной системы поворота стола КРГС станка модели 2458

116

направляется на участок стеклянного лимба с делениями 6. Изо­ бражение штрихов лимба через призмы 7, объектив совмещения 8, призмы 9, 10 попадает на диаметрально противоположую часть лимба. Далее пучок лучей, несущих изображение одной стороны лимба, пройдя призму 11 и объективы 12, попадает на клин сброса

мя прямоугольными окнами. Изображение штрихов лимба, а также шкала 19 оптического микрометра с помощью проекционного объ­ ектива 20, призмы 21 и зеркала 22 проецируются на экран 23. Шкала 19 жестко связана с измерительными клиньями 14, 17 и подсвечивается лампой 24 через светофильтр 25, объектив 26 и призму 27.

Изображение штрихов лимба и шкалы микрометра воспроизво­ дится в двух окнах экрана 23. В левом окне в верхней части видно прямое изображение, в нижней части — перевернутое на 180° изо­ бражение противоположной стороны лимба. Кроме того, в верхней половине окна имеется неподвижный индекс, по которому можно выполнять грубые отсчеты (по 10'). В правом окне видны шкала микрометра и неподвижный индекс. Шкала имеет двойную оциф­ ровку. По левому ряду цифр отсчитываются единицы минут, по правому ряду цифр — десятки и единицы секунд.

Точность установки угла поворота стола при пользовании опти­

появление температурных деформаций. Однако хрупкость стеклян­ ных мер, появление с течением времени деформаций, снижающих первоначальную точность их изготовления, а также трудность из­ готовления стеклянных масштабов большой длины обусловили применение металлических штриховых мер, несмотря на большую стоимость их изготовления.

Металлические штриховые меры применяются на отечествен­ ных станках моделей 2411, 2421, 2431, 2455, 2В460 и 2А470, а так­ же на станках фирм SIP (модели Гидроптнк 6А, Гидроптнк 7А и Гидроптнк 8Р); Mitsui Seiki (модели № 0, 1, 3, 4В, 5, 6 и 7); MAS (модели WKV-63 и WKV-100) и др.

Металлические штриховые меры применяются также на КРГС моделей 2457, 2458 и 2459 и на станках фирмы Diixi (модели 60, 70N, 3S и 5S).

117

На рис. 18 представлена схема оптического устройства для отсчета перемещения шпиндельной бабки КРС модели 2455.

Пучок лучей от осветителя /, пройдя конденсер 2, теплофильтр 3, призму-куб 4 и объектив 5, освещает миллиметровую шкалу 6 точной штриховой меры. Призма-куб составлена из двух прямо­ угольных призм. По линии склейки на половине грани нанесен зеркальный слой. Изображение штрихов проецируется объекти­ вом 5 на зеркальный слон и, отразившись от него, проходит приз­ му-ромб 7, оборачивающие линзы 8, охроматическую линзу 9, компенсационную линзу 10, линзы микрометра 11 и попадает в плоскость шкалы микронной сетки 12 и биссекторной сетки 13.

Рис. 18. Схема оптического устройства для отсчета перемещения шпиндельной бабки КРС модели 2455

Далее системой проекционных линз 14 и зеркалом 15 изобра­ жение штрихов миллиметровой шкалы и сеток проецируется на экран 16. Целые миллиметры отсчптываются по линейке миллимет­ рового отсчета, закрепленной на поперечине.

Линза 10 служит для компенсации возможных отклонений си­ стемы от расчетного увеличения.

Плоскопараллельная качающаяся пластинка 17 связана рычаж­ ной системой с коррекционной линейкой и предназначена для ком­ пенсации погрешностей точной штриховой меры и непрямолиней­ ности перемещения шпиндельной бабки.

Компенсатор /5 с двумя вращающимися в разные стороны клиньями предназначен для совмещения миллиметрового штриха с нулевым делением биссекторной сетки.

Увеличение оптических отсчетно-измерительных устройств, при­ меняемых в современных КРС, составляет в основном Х40—Х75 для отечественных станков и порядка ХЗО — для станков зарубеж­ ных фирм (табл. 15). Применение оптических систем с несколько большим увеличением позволяет повысить точность наведения на

118

штрих при отсчете координат, но требует более мощных источни­ ков света для достаточной освещенности экрана (как правило, мощность ламп подсветки 40 или 100 вт в зависимости от материа­ ла и качества отражательной поверхности штриховой меры и раз­ меров станка).

Сравнительно большая мощность ламп подсветки на отечест­ венных КРС вынуждает (в целях сокращения тепловыделения и увеличения срока службы ламп) вводить принудительное их вы­ ключение от реле времени (время горения лампы обычно 15— 20 сек).

Экранные устройства современных КРС, почти полностью вы­ теснившие окулярные отсчетные устройства, отличаются большим разнообразием. Наиболее распространены отсчетные устройства с

119

оптических приборов КРС модели 2В460. Точный отсчет осуществ­ ляется совмещением проекции изображения штриха миллиметрово­

lllllllllllllllllllllllllllllllllHllllllllllllllllllllllllllllllllllI

10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

20 10 0

S

Рис. 19. Отсчетные экранные устройства современных КРС моделей:

а— 2В460; 6 — 2431; в — 2455; г — 2Д450; д — AV-4 фирмы Perrin; е — LKB фирмы Deckel

перемещающегося вдоль экрана. Координата задается или считывается со шкалы десятых долей миллиметра и барабана, имеюще­ го сто делений, с ценой деления 0,001 мм. Изображенное на рис. 19, а положение штриха соответствует отсчету 0,463 мм.

120