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

хождении луча через светлые промежутки и темные изображения штрихов.

Амплитуда импульсов, вызванных штрихами сетки, значительно меньше амплитуды импульсов, вызванных более крупными штри­ хами миллиметровой шкалы.

Число штрихов от края шкалы сетки до миллиметрового штри­ ха оптической линейки соответствует в сотых долях миллиметра положению в данный момент подвижного узла.

Полученная серия импульсов усиливается дифференцирующим усилителем и подается на вход селектора импульсов. Для получе­ ния дискретности измерения 0,001 мм используется электрическое смещение во времени импульсов шкалы сетки относительно им­ пульса миллиметрового штриха. Так как расстояние между штри­ хами шкалы сетки (0,01 мм) электронный луч проходит за опре­ деленный промежуток времени, то сдвиг импульсов штрихов шкалы сетки во времени по отношению к импульсу миллиметрового штри­ ха на 0,1 этого промежутка времени будет соответствовать 1 мк.

В блоке селектора импульсов происходит разделение импульсов шкалы сетки и оптической линейки и формирование их в импульсы прямоугольной формы.

Импульсы миллиметровых штрихов оптической линейки идут непосредственно в электрокоммутатор, а импульсы штрихов сетки— в блок задержки, где происходит смещение во времени импульсов шкалы сетки на заданное число микрон, и далее — в электроком­ мутатор. В последнем дается разрешение на прохождение импуль­ сов шкалы сетки в блок логического сравнения и декадные счетчи­

В КРС модели Матрикс 50 фирмы Coventry Gauge непрерыв­ ное бегущее сканирование выполнено на основе непрерывно вра­ щаемых с помощью специального планетарного механизма цилинд­ рических линз. Луч света, направляемый этими линзами, «бежит» одновременно по основной и вспомогательной шкалам. Число штри­ хов вспомогательной шкалы при фотосчитывании от начала отсчета до соответствующего штриха основной шкалы определяет величину смещения контролируемого объекта в интервале делений между штрихами основной шкалы (внутришаговый отсчет — точная сту­ пень) .

Автоматическая отсчетно-измерительная система фирмы Ferranti с использованием бегущего сканирования основана на прин­ ципе непрерывно вращающейся спирали в сочетании со стеклян­ ной шкалой.

Применение различных сканаторов с бегущей разверткой по­ зволяет строить фазовые системы ЧПУ (фазоимпульсные систе­ мы).

132

В зарубежных КРС с ЧПУ широко применяются также амп­ литудно-фазовые системы. Наиболее распространенным типом датчика с амплитудно-фазовой модуляцией является пндуктосин, разработанный канадской фирмой Farrand.

По принципу действия индуктосин представляет собой синусно-

тора и ротора имеют электрическую индуктивную связь. В системе датчика отсутствует железо, поэтому он напоминает воздушный трансформатор. При относительном перемещении статора и рото­ ра изменяется взаимное положение обмоток шкалы и съемника и, следовательно, величина выходного сигнала (выход EF).

1 •

2

410 П

Л

Рис. 22. Амплитудно-фазовые системы станков зарубежных фирм с ЧПУ

наибольшей и, следовательно, наводимая э.д.с. будет максималь­

составлять полшага, э.д.с. будет равна нулю. Далее э.д.с. начнет возрастать и при смещении на шаг достигнет максимума. При сме­ щении, равном шагу обмотки, фаза сигнала изменится на 180°. Полный период изменения сигнала будет равен 2t, т. е. соответст­ вовать двойному шагу. Так как обмотки статора смещены одна

относительно другой на — t, то выходной сигнал индуктосина будет иметь две составляющие. Одна изменяется по закону sin—, а

другая по закону cos '-у , где / — шаг обмотки, х — перемещение.

133

Если на вход обмоток АВ и CD подвести напряжения, соответ­ ствующие заданному положению /, т. е. напряжения, пропорцио­ нальные sin —- и cos —- , то на выходе обмотки EF сигнал будет

равен нулю при условии, что съемник сместится относительно шка­

или вычитание кодов, полученных после преобразования фазового сигнала индуктосина в кодовую форму;

на станке кроме линейного индуктосина устанавливается дат­ чик «грубого» отсчета для нахождения нужного шага шкалы индук­ тосина. В качестве датчика «грубого» отсчета в сочетании с индуктосином обычно применяют группу из трех-четырех сельсинов (резольверов) или вращающихся трансформаторов.

На рис. 22, б представлена принципиальная схема последней системы. Точный отсчет осуществляется индуктосином, съемник / которого закреплен неподвижно, а шкала 2 установлена на по­ движном узле 3 станка.

Сигналы на съемник / индуктосина поступают от блока 4 точ­ ной ступени узла / задания программы через дифференциаль­ ный вращающийся трансформатор 5 и согласующий трансформа­ тор 6. Система имеет общий генератор питания 7 (/=10 кгц). В качестве датчиков промежуточной и грубой систем отсчета при­ меняются вращающиеся трансформаторы 8 и 9, кинематически связанные через дифференциал 10 с ходовым винтом И. На вход вращающихся трансформаторов 8 и 9 поступает сигнал блока промежуточной 12 и грубой 13 ступеней отсчета узла / задания программы. Вначале на регулируемый привод 14 через фазовый детектор 15, усилитель 16 и сервоусилитель 18 поступает сигнал рассогласования от грубой ступени отсчета. Переключатель 17 находится в положении А. Когда сигнал рассогласования грубой ступени будет равен нулю, электронный переключатель 19 •вве­ дет сигнал рассогласования промежуточной ступени, электронный переключатель 20 введет сигнал рассогласования точной ступени, предварительно усиленный усилителем 21. Привод будет пере­ мещать узел со шкалой 2 индуктосина до тех пор, пока сигнал рассогласования не станет равным нулю.

В КРС с ЧПУ применяются также многоотсчетные АОС с использованием прецизионной шариковой винтовой пары и датчи­

134

поворота винта 360° соответствует нескольким миллиметрам ли­ нейного перемещения узла), то в данном случае обычно ограни­ чиваются применением только датчиков, используемых в оптиче­ ских АОС в ступенях грубого отсчета. В системе Sperry датчиками отсчета угла служат сельсины.

В последнее время на станках с ЧПУ стали применять АОС с

Функцию корректора погрешностей АОС выполняет мини-компь­ ютер. При аттестации точности станка по контрольной штриховой мере регистрируются различные погрешности перемещений узлов

автоматически вводит поправку в координатные перемещения уз­ лов и тем самым корректирует систематические погрешности АОС, значительно повышая ее точность.

АВТОМАТИЗАЦИЯ СМЕНЫ ИНСТРУМЕНТА

Полуавтоматическая смена инструмента. Зарубежные фирмы, выпускающие КРС с ЧПУ, по желанию заказчика поставляют станки с устройствами для полуавтоматической смены инструмента (например, одностоечные КРС моделей HYOP65... 150, исполнение NCWH фирмы Burkhardt).

Захватывающее устройство в этих станках извлекает использо­ ванный инструмент из шпинделя, загружая последующий инстру­ мент, который предварительно был помещен в захват вручную.

На Международной станкостроительной выставке 1968 г. в Лон­ доне фирма De Vlieg демонстрировала горизонтальный координат- н'о-расточный станок модели Jigmil с системой ЧПУ и типа Datatrol Mark I I I , который был оснащен подобным полуавтоматическим устройством для смены инструмента (рис. 23).

Автоматизация смены инструмента позволяет осуществлять весь цикл обработки деталей после ее установки, выверки и закрепления на столе без участия оператора.

Способы автоматической смены инструмента: поворот револь­ верной головки; смена шпинделей; смена инструментов в шпинделе; поочередная работа двух шпинделей; комбинированный способ. Из них более распространенными в многооперационных станках на ба­ зе КРС стали способы смены инструментов в шпинделе и комбини­ рованный.

135