Способ контроля базирования заготовок в патроне Советский патент 1988 года по МПК B23B25/06 

Н

Изобретение относится к обработке металлов резанием, в частности к автоматизации контроля работы робототехнологических комплексов. Цель изобретения - повышение качества обработки заготовок за счет определения правильности базирования ца основе анализа колебаний, .возникаклцих при контакте торца заготовки с вра- щакщейся поверхностью патрона. Заготовку 1, закрепленную в схвате 3 ро- бота, перемещают до контакта с базирующей плоскостью патрона 2, имекнце- го Z равномерно расположенных пазов. В процессе базирования включают вращение патрона 2 с частотой п с и по величине амплитуды колебания урюв- ня высокочастотной составляющей на частоте .п-2-с и наличию высокочастотной составляющей судят о правильности базирования заготовки в патроне. 5 ил. о

4 4ii

ООдн

Изобретение относится к обработке металлов резанием, в частности к автоматизации контроля работы робототехнологических комплексов,

Целью изобретения является повышение качества обработки заготовок за счет определения правильности базирования на основе анализа колебаний, возникающих при контакте торца заготовки с вращакщейся поверхностью патрона.

На фиг.1 изображена схема устройства для иллюстрации способа; на фиг.2 - схема возможного базирования заготовки в патроне; на фиг.З - вид Б на фиг.2 (без заготовки); на фиг.4 характер высокочастотного сигнала при правильном базировании; на фиг.З- л-о же, при неправильном базировании.

Устройство для осуществления способа состоит из последовательно соединенных акселерометра 1, усилителя 2, фильтра высоких частот 3, первого детектора 4, фильтра низких частот 5 второго детектора 6, первого порогог вого устройства 7, а также устройство включает в себя логический элемент НЕ 8, вход которого подключен к выходу первого порогового устройства 7, логический.элемент И 9, первый вход кот-орого подключен к выходу логического элемента НЕ 8, второе пороговое устройство 10, вход которого

подключен к выходу первого детектора

4, а выход - к второму входу логического элемента И 9.

Суть способа заключается в следующем.

На фиг,1 показан один из возможных вариантов базирования цилиндрической заготовки 11 в патроне 12 станка, при этом патрон имеет 21 равномерно расположенных пазов (z 3). При этом за- готовку 11, закрепленную в схвате 13 робота, перемещак т до контакта с ба- зирукщей плоскостью патрона 12 станка. В данном случае контакт произошел в Т.Д. Из приведённой схемы видно, что если в таком положении закрепить, а затем обработать (например, шлифовать торец) заготовку инструментом, построенным на размер, то в результате получим некондидаонную деталь.

При трении из-за взаимодействия микронеровностей контактирующих тел возникают высокочастотные колебания. Если в процессе базирования заготовки в патроне включить вращение пат

Q

5 о

5

д g

5

рона с частотой п с , то по характеру сигнала можно судить о правильности базирования.

При неправильном базировании (фиг.2) высокочастотные колебания, возникающие в результате контактного взаимодействия заготовки 11с базирующей поверхностью патрона 12, будут модулированы низкой частотой n-z 07 $ из-за периодического прерывания контакта в месте паза и ударного входа в контакт с следующим сектором бази- рзтощей поверхности патрона (фиг.З).

При правильном базировэнии уровень высокочастотных колебаний будет постоянным из-за постоянства условий трения двух прилегающих плоскостей (фиг.4). Наличие высокочастотной составляющей сигнала свидетельствует о наличии контакта заготовки и патрона, а величина амплитуды колебания уровня высокочастотного сигнала на частоте n.z с - о правильности контакта. .

Устройство работает следующим образом.

При контакте заготовк-и с вращающимся патроном по механической части манипулятора и станка распространя- «ются колебания, которы(г регис трируют путем преобразования в электрический сигнал с помощью акселерометра 1. Электрический сигнал усиливают усилителем 2 и выделяют высокочастотную составля {ицую фильтром 3 и детектируют детектором 4. Далее выделяют низкочастотную составляющую изменения уровня сигнала после детектора 4 фильтром низких частот. 5, настроенным на частоту n-z . Этот сигнал детектируют вторым детектором 6 и сравнивают с величиной порога А1 на пороговом устройстве 7. При правильном базировании этот сигйал должен , быть меньше порога А1, на выходе порогового устройства сигнала быть не должно. 4eiie3 элемент НЕ 8 этот сигнал поступает на первый логический элемент И 9. Величину порога Aj устанавливают по величине, превышаклдей собственный электрический шум электронных блоков для надежного различения сигнала от этого шума. Поэтому при правильном базировании заготовки на выходе порогового устройства 10 есть сигнал, которьй поступает на второй вход первогЬ логического элемента И 9. Таким образом, при правильном базировании на выходе первого логического элемента И 9 появляется сигнал, который показывает, что базирование заготовки осуществлено правильно.

При неверном базировании заготовки на выходе блока 7 появляется сигнал, который поступает на вход логического элемента НЕ 8, на выходе которого этого сигнала не буДет и, следовательно, его не будет на первом входе логического элемента И, Не будет сигСледовательно, СГЧ низкочастотного диапазона должна составить n Z 3,3-3 9,9 Гц. Ближайший диапазон в блоке ФЭ-2

нала и на его выходе, это значит, что базирование произведено неверно. 15 составляет октавньгй фильтр с СГЧ 8 Гц. В качестве акселерометра использо- П р и м е р 2. При N 12,5 об/мин, вался преобразователь пьезоэлектрический ДН-5, усилителя - виброметр ВМ-1, фильтра высоких частот - блок октавных фильтров ФЭ-2, пе.рвого де- 20 тектора - встроенный детектор в виброметр ВМ-1, в качестве фильтра низких частот и второго детектора использовался второй комплект приборов

25

п 2 .3,14-12,5/60 1,3 (1/с), При Z 3 величина n«z 3,9 Гц.

Ближайший диапазон в блоке ФЭ-2 составляет октава с СГЧ 4 Гц.

Формула изобретения

ВМ-1 и ФЭ-2, подключенный к выходу первого дтетектора. В качестве выходной информации использовались показания стрелочных индикаторов приборов МВ-1, показывакицих величину сигнала на выходе де гекторов.

Способ контроля базирования з аго- товок в патроне, заключаняцийся в том, что преобразуют механические колебания в электрический сигнал, выделяют высокочастотную составляющую, определяют амплитуду колебания уровня оги- 30 банлцей высок очастотной составляющей;

В качестве высокочастотного диапа- отличающийся тем, .что, зона использовалась октава со средне-с целью повышения качества работы, геометрической частотой (СГЧ) 8 кГц,базовую поверхность заготовки прижи- в качестве низкочастотного диапазо-мают к базирующей поверхности патрона - октава с СГЧ, ближайшей цо вели- jgна, имеющего z равномерно расположен- |ЧИне к произведению n-z, где п -ных пазов, в процессе базирования астота вращения патрона в 1/с,. Z - число пазов патрона.

Пример. Пров ерка производивключают вращение патрона с частотой

.4 си по величине амплитуды колебаний уровня огибающей высокочастотлась на токарном станке мод. 16Б16 с 40 ной составляющей на частоте п.-z с использованием робота Циклон-502. На станке был установлен стандартный , токарный патрон с числом пазов z 3.

и по наличию высокочастотной сост ляющей судят о правильности базир ния заготовки в патроне.

Частоту вращения патрона определяли по формуле;

п 2.xIT X N/60, (1/с) где N - частота вращения патрона в

об/мин (в этих единицах про- градуирована скорость враще- : ния шпинделя станка). Так, при N 31,5 об/мин п 2 х X 3,14-31,5/60 3,3 .

Следовательно, СГЧ низкочастотного диапазона должна составить n Z 3,3-3 9,9 Гц. Ближайший диапазон в блоке ФЭ-2

составляет октавньгй фильтр с СГЧ 8 Гц. П р и м е р 2. При N 12,5 об/мин,

составляет октавньгй фильтр с СГЧ 8 Гц. П р и м е р 2. При N 12,5 об/мин

п 2 .3,14-12,5/60 1,3 (1/с), При Z 3 величина n«z 3,9 Гц.

Ближайший диапазон в блоке ФЭ-2 составляет октава с СГЧ 4 Гц.

Формула изобретения

составляет октавньгй фильтр с СГЧ 8 Гц. П р и м е р 2. При N 12,5 об/мин,

Способ контроля базирования з аго- товок в патроне, заключаняцийся в том, что преобразуют механические колебания в электрический сигнал, выделяют высокочастотную составляющую, определяют амплитуду колебания уровня оги- банлцей высок очастотной составляющей;

отличающийся тем, .что, с целью повышения качества работы, базовую поверхность заготовки прижи- мают к базирующей поверхности патрона, имеющего z равномерно расположен- ных пазов, в процессе базирования

включают вращение патрона с частотой

отличающийся тем, .что, с целью повышения качества работы, базовую поверхность заготовки прижи- мают к базирующей поверхности патрона, имеющего z равномерно расположен- ных пазов, в процессе базирования

.4 си по величине амплитуды колебаний уровня огибающей высокочастотной составляющей на частоте п.-z с

-

ной составляющей на частоте п.-z с

и по наличию высокочастотной составляющей судят о правильности базирования заготовки в патроне.

ejstjf.t

3V

t MЛ Uift/ t/ Jlf: tt

t,C

Bfc

ФиеМ

Bt/ffS

n

tj9.3

ffae. S