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

С 11 биштрихами в поле зрения экрана выпускаются отечествен­ ные станки моделей 2411, 2421, 2431, 2455, 2458, 2459 и другие, а также станки моделей МР-1Н фирмы SIP, № 0 фирмы Mitsui Seiki, 3S фирмы Dixi. Отсчетные экраны станков моделей 2431 и 2455 пока­ заны на рис. 19,6 и 19,0. Измерительный элемент в оптических схемах экранных устройств станков моделей 2411, 2421 и 2431 установлен в плоскости экрана. В качестве измерительных элемен­ тов в отсчетно-измерительиых устройствах применяются биссекторные шкалы с ценой деления 0,1 мм. Увеличение системы Х50. Из­ мерительный элемент (экран) установлен в каретке, которая пере­ мещается с помощью микрометрического винта в пределах 5 мм, что на штриховой мере соответствует 0,1 мм. Величина перемеще­ ния измерительного элемента считывается со шкалы микрометра, нанесенной на цилиндрическую поверхность отсчетного лимба со ста делениями. Оцифровка на лимбе произведена через каждые десять делении. Биштрихи на экране оцифрованы в прямом и обратном направлении (см. рис. 19,6). В последнее время растро­ вые экраны на станках не применяют. Например, на станке моде­ ли 2Д450 установлено оптическое устройство с большим количе­ ством биштрихов в поле зрения экрана вместо экрана с растровой сеткой и увеличением X 125, имевшегося на станке модели 2А450. Экран отсчетного устройства КРС модели 2Д450 показан на рис. 19, г. Стеклянные масштабы стола и салазок имеют высокоточные деления через миллиметр. Для оценки сотых долей этого интерва­ ла в плоскости экрана имеется шкала со ста делениями. 'Отсчет желаемой координаты с точностью до 5 мк может быть произведен методом биссектирования в световую щель, образуемую ближай­ шими штрихами шкалы экрана.

Для получения отсчета большей точности на экране предусмот­ рена дополнительная шкала, позволяющая производить отсчет до 0,001 мм. На рис. 19, г изображено положение штриха, соответст­ вующее отсчету 69, 433 мм.

Отказываются от применения растрового экрана и иностранные фирмы. Это объясняется неудобством эксплуатации станков с такими экранами, вызванным сложностью снятия отсчета и боль­ шей возможностью ошибок при установке координат.

Удобна для пользования отсчетно-измерительная система КРС модели AV-4 фирмы Perrin (см. рис. 19, <Э) и модели LKB фирмы Deckel (см. рис. 19, е). Особенность ее устройства — полный цифро­ вой отсчет координатного размера, который осуществляется проек­ тированием с помощью дополнительной оптической системы циф­ ровой шкалы микрометра на общий экран.

Во избежание излишних подсчетов при установке на нуль или отсчете координатного размера в оптических устройствах совре­ менных КРС предусматривается сброс на нуль отсчета дробных долей миллиметра координатного размера, осуществляемый меха­ нически или оптически.

121

Механический способ сброса отсчета на целое число миллимет­ ров (путем перемещения штриховой меры) применен на отечест­

и др. Такой способ приведения отсчета к нулю позволяет несколь­ ко упростить оптическую систему и повысить ее точность путем аннулирования механооптнческих элементов, отклоняющих ход оп­ тических лучей (оптических клиньев, плоскопараллельных пластин и т. д.), применение которых несколько увеличивает дисторсню оп­ тической системы.

Конструктивные трудности встройки механизма смещения мас­ штаба в одностоечные станки, необходимость жесткого его креп­ ления к базовым деталям (особенно в случае применения стеклян­ ных штриховых мер), а также некоторые неудобства эксплуатации этого механизма на крупных станках обусловили применение оп­ тических методов смещения нуля отсчета (на станках моделей 2В440А, 2А450, 2Д450, 2455, 2В460 и 2А470, а также моделей ОР-2 и ОР-3 фирмы Hauser, моделей LB-14 и LB-15A фирмы Lindner, ВКоЕ 315X450 фирмы Mikromat и др.).

С целью уменьшения тепловыделения в отсчетных системах применяются лампы подсветки малой мощности. В большинстве оптических систем отсчета используются теплозащитные фильтры, а узлы подсветки оптики, как правило, выносятся из внутренних полостей базовых деталей и узлов. Оптические приборы отечест­ венных КРС моделей 2В460 и 2А470 охлаждаются с помощью гидравлической системы станка. Тепло от оптического прибора 5 отсчета перемещения стола (см. рис. 13) и 'прибора 4 шпиндельной головки отводится потоком масла, проходящим через змеевики. Пунктирными линиями показано направление движения охлажден­ ного масла, поступающего из гидростанции в шпиндельные голов­ ки и оптические приборы 4 и 5. Сплошными линиями показано направление стока нагретого масла в холодильник гидробака для охлаждения и очистки.

На многих станках применяются также маломощные вентиля­ торы для отвода нагретого воздуха от осветительных узлов оптики.

В отсчетно-измерительных системах современных КРС коррекционные устройства компенсируют накопленную погрешность эта­ лонов длины и неточности изготовления направляющих базовых деталей. Коррекция проводится, как правило, в плоскости аттеста­ ции, а поправки в показания отсчетно-измерительной системы вно­ сятся обычно с помощью коррекционных линеек, дисков и т. д. Однако коррекционные устройства увеличивают нестабильность координатных перемещений узлов, особенно при подходе к задан­ ной координате с обеих сторон, усложняют конструкцию отсчетных устройств и увеличивают трудоемкость изготовления станков, по­ этому отечественные заводы и иностранные фирмы все чаще отка­ зываются от применения коррекции.

122

Электрические отсчетно-измерительные системы. Помимо уже известных и подробно описанных в литературе электрических от- счетно-нзмерительных систем с якорем в виде винта и проходным датчиком — индуктивной ганкой с якорем в виде прямоугольной рейки и электромагнитной головкой, а также с якорем в форме линейки с немагнитными вставками, в современных станках с ЧПУ получили распространение автоматические отсчетно-измери­ тельные системы (АОС). В них используются оптические дифрак­ ционные решетки, фотоэлектрические и электронно-оптические при­ боры, нндуктосины и резольверы. При рассмотрении АОС можно отметить наличие нескольких ступеней отсчета: «грубая» ступень

В системе грубого отсчета имеются сельсины. Ступень точного отсчета содержит металлическую штриховую меру с фоточувствп-

ренная передача 3, образующая в сочетании с блоком сельсинов 4 ступень грубого отсчета, по которой осуществляется ввод в зону миллиметра. Далее координата отсчптывается по металлической шкале 5 с миллиметровыми делениями с помощью соответствую­ щей оптической системы 6, фоточувствительной головки 7 и фото­ электрического датчика 8, основанного на использовании двух диф­ ракционных решеток, позволяющих получить цену импульса 0,001 мм.

Корпус датчика с подвижной решеткой жестко соединяется со столом /, а неподвижная решетка сцепляется со станиной 2 с по­ мощью электромагнитного механизма только тогда, когда посту­ пает команда от ступени грубого отсчета о вхождении в зону. Однако счет импульсов от датчика 8 начинается только после то­ го, как по шкале 5 стол переместится на 3 мм, о чем укажут со­ ответствующие сигналы от фоточувствительной головки 7.

Одной из самых точных АОС, применяемых на современных КРС с ЧПУ, является система с предварительным смещением чув­ ствительной головки на величину дробной части координатного размера (посредством точной ступени отсчета) с последующим перемещением узла станка в зону нужного миллиметра коорди­ натного размера (посредством грубой ступени отсчета) и точной фиксацией узла по штриху меры (посредством оптической систе­ мы станка и чувствительной головки). Указанный тип АОС при-

124

меняется на отечественном станке модели 2Д450Пр и на КРС фирмы SIP. На станке модели 2Д450Пр в ступенях грубого и точного отсчетов применены блоки сельсинов. В качестве датчика точного останова стола (салазок) используются фотоэлектриче­ ские датчики (фотоэлектрические головки в сочетании со стеклян­ ной штриховой мерой и оптической системой станка).

Установка дробной части размера (точный отсчет) заключает­ ся в перемещении каретки с фотоэлектрической головкой вдоль экрана оптической системы. Положение фотоголовки, дающей команду на точный останов, относительно экрана оптической сис­ темы контролируется блоком сельсинов точного отсчета. Фотого­ ловку устанавливают до • начала перемещения стола и салазок, включаемого оператором. При отработке координат оператор на­ жатием на кнопку «Цикл» включает перемещение стола (салазок). Положение последнего в этом случае сначала контролируется блоком сельсинов грубого отсчета, а после того как стол (салазки) приблизится к заданному размеру на расстояние 0,5±0,3 мм, фотоэлектрической головкой, фиксирующей положение риски на экране оптической отсчетно-измерителы-юй системы.

МЕХАНИЗАЦИЯ И АВТОМАТИЗАЦИЯ СОВРЕМЕННЫХ КРС

На современных КРС наибольший интерес представляет авто­ матизация координатных перемещений узлов станка и смены ин­ струмента, а также механизация смены заготовок.

Автоматизация координатных перемещений узлов станка. За последние годы для автоматизации координатных перемещений узлов КРС появилось множество различных систем ЧПУ. Приме­ няемые в отечественных станках системы ЧПУ, а также наиболее распространенные зарубежные системы будут освещены ниже.

На станке модели 2Д450Пр программное управление коорди­ натными перемещениями стола и салазок осуществляется следую­ щим образом.

Составленная на основании чертежа и технологического про­ цесса программа наносится в двоично-десятичном коде на стан­ дартные 80-колонные перфокарты. Запись полной координаты каждого отверстия занимает одну строку. Перфокарты заклады­ ваются в считывающее устройство, которое представляет собой барабан / (рис. 20,г), по периферии которого укладываются во­ семь перфокарт. Поворот барабана на одну строку осуществляется электродвигателем 2 (типа РД-09, /г = 30 об/мин), на валу которого укреплен эксцентрик 3. За один оборот эксцентрика рычаг 4 со­ вершает один двойной ход, во время которого поворачивает с помощью собачки 5 на один зуб храповое колесо 6, жестко свя­

125