Устройство для базирования гнутых труб к координатно - измерительной машине с ЭВМ для измерения взаимного расположения концевых прямолинейных участков труб, их присоединительных поверхностей и разметки их концов Советский патент 1992 года по МПК G01B5/20 

Изобретение относится к универсальным контрольно-измерительным устройствам (КИМ) с электронно-вычислительными машинами (ЭВМ) пространственной координации поверхностей труб, согнутых на трубогибочных станках с ЧПУ и используемых в авиастроении,судостроении,двигате- лестроении, а также в других областях машиностроения.

Известно устройство (прототип) для контроля взаимною расположения поверхностей труб, согнутых на трубогибочных станках с ЧПУ,содержит плоскую плиту, установленную на ней по плазовым линиям проекций осей этих труб стойки с базовыми узлами, выполненными в виде цилиндрических контрольных ложементов с осями их

поворота, пересекающимися с осями контролируемых труб в точках, по плазовым размерам координат которых вычисляется на компьютерах программа ЧПУ их гибки на трубогибочных станках. Внешние торцевые поверхности контрольных ложементов являются базовыми для разметки отрезки концевых прямолинейных участков труб перед последующей обработкой их присоединительных поверхностей. Следует отметить, что контроль пространственной координации поверхностей труб по отдельным их участкам установки контрольных ложементов в известных устройствах подобного назначения противоречит и теории, и практике гиб- кйГтруб по программе ЧПУ, при которо й идентичность пространственной их коордим

со со ю VI ю

нации обеспечивается не на отдельных участках, а по всему контуру за счет уточнения размеров с их эталоном не отдельных координат ЧПУ их технологических моделей, а одновременно всех их размеров, что и заложено в математическое обеспечение замеров и расчетов КИМ с ЭВМ. Поэтому наиболее объективным контролем про- стр§нств ённой координации поверхностей согнутых на станках с ЧПУ труб является сравнение на КИМ с ЭВМ технологических моделей этих труб и их эталонов, которые представляются размерами координат ЧПУ их гибки без учета пружинения и постоянно хранятся в памяти КИМ с ЭВМ вместе с программой ЧПУ их гибки.

Расчет программ ЧПУ гибки труб с учетом их пружинения с помощью КИМ с ЭВМ производится в следующей последовательности.

Вначале производится гибка трубы по программе ЧПУ гибки ее эталона. Затем производится на КИМ с ЭВМ определение ее технологической модели, за которым автоматически следует сравнение ее с технологической моделью ее эталона, на базе которого уточняются одновременно все размеры координат ЧПУ гибки труб, которые при последующей гибке на трубогибочном станке воспроизводят полную идентичность пространственной координации поверхности согнутой трубы с ее эталоном. С ростом же числа гибок труб увеличивается потребное количество размеров этого контроля, что снижает его качество и увеличивает трудоемкость. В этих условиях наиболее рациональным контролем пространственной координации поверхностей труб, согнутых на станках с ЧПУ, является проверка размеров взаимного расположения их концевых прямолинейных участков, которые являются основными, так как одновременно определяют взаимное расположение находящихся на этих участках труб их присоеди- нительных поверхностей, допускаемые отклонения на расположение которых фактически представляют допуски своеобразного комплексного калибра суммарной допустимой неточности изготовления всех размеров изготовления труб, включая и координат ЧПУ их гибки. Взаимное расположение в пространстве двух прямых, которыми в данном случае являются оси концевых участков труб, определяется третьей прямой, их пересекающей, что эквивалентно размерам технологической модели ЧПУ гибки труб, имеющих три прямых участка, наиболее важных для определения качества гибки труб, согнутых на станках с ЧПУ, с помощью всего четырех размеров их

координат, для труб,имеющих любое количество гибов, что не только значительно уве- личивает качество их контроля, но и снижает его трудоемкость. В предлагаемом

устройстве поэтому и введен макет такой прямой, который позволяет использовать для этого контроля КИМ с ЭВМ по минимальному количеству замеров, а также проводить этот контроль и разметку концевых

участков труб и без КИМ с ЭВМ.

Недостатком известных устройств подобного назначения является невозможность в них использовать КИМ с ЭВМ для

определения размеров взаимного располо- жения концевых прямолинейных участков труб в связи с отсутствием в них измерительных баз для создания технологического макета взаимного расположения этих участков труб в размерах координат ЧПУ гибки труб. Другим недостатком известных устройств является отсутствие возможности определения в них одного из основных и главных размеров согнутых труб - расстояние между осями торцевых поверхностей концевых прямолинейных участков труб, которые одновременно являются базовыми плоскостями их присоединительных повер- хностей, в связи с отсутствием в них средств

для определения этого расстояния и возможности использовать для этого КИМ с ЭВМ.

Следует также отметить, что в связи со стабильностью работы станков с ЧПУ для

гибки труб контроль размеров пространственной координации их поверхностей проводится выборочно, что значительно повышает его производительность. Но разметка концевых участков труб производится

на каждой согнутой трубе Использование для этой разметки КИМ с ЭВМ связано со значительным количеством замеров, запоминанием их для последующей разметки ручным мерительным инструментом, что

снижает качество и увеличивает ее трудоемкость до величин, значительно превышающих трудоемкость их гибки на станках с ЧПУ. Вследствие этого КИМ с ЭВМ становится рациональным использовать только

для составления программ ЧПУ гибки труб и выборочного контроля качества их гибки, но с введением КИМ с ЭВМ полностью сохраняются известные специализированные трудоемкие, громоздкие и металлоемкие

контрольные приспособления для гибки труб контрольными ложементами только потому, что в них можно вместе контролем конфигурации труб одновременно производить разметку их концевых участков перед их отрезкой.

Целью изобретения является увеличение качества и производительности контроля согнутых на трубогибочных станках с ЧПУ труб за счет устранения указанных недостатков, а также полного устранения необходимости в дополнительных устройствах подобного же назначения только для разметки обрезки концевых участков труб.

Достигается это тем, что предлагаемое устройство снабжено линейкой, установ- ленной на плите, установленными на линейке с возможностью перемещения вдоль нее двумя дополнительными стойками со штоками с цилиндрическими базовыми поверхностями, основные стойки установлены на линейке с возможностью перемещения вдоль нее, а каждый из базовых узлов выполнен в виде вилки, установленной на основной стойке с возможностью поворота и фиксации относительно оси, перпендику- лярной плите, карегки, установленной на вилке с возможностью поворота и фиксации относительно оси, перпендикулярной оси вилки, втулки с торцевой опорной поверхностью и цилиндрической базовой поверхно- стью, установленной в каретке, оси поворота вилки, каретки и ось втулки пере- секаются в одной точке, точка их пересечения и оси штоков расположены на одной прямой, параллельной линейке, а диаметры цилиндрических базовых поверхностей Штоков и втулок равны.

На чертеже дана кинематическая схема предлагаемого устройства в аксонометрии.

Устройство включает в себя плиту 1, на которой на продольной,линейке 2 установлены две основные стойки 3. На этой же линейке установлены и две дополнительные стойки 4 со штоками 5, имеющими базовые цилиндрические поверхности Основные и базовые стойки имеют возможность перемещаться вдоль линейки 2, На вертикальной оси основных стоек установлены с возможностью поворота вокруг вертикальной оси основных стоек узлы с установленными на их горизонтальной оси каретки б втулками 7 с торцевыми опорными поверхностями А и Б и цилиндрическими базовыми поверхностями В, Г, Д и Е, оси которых перпендикулярны оси поворота этой каретки. При этом оси стоек 3 и втулок 7 пересекаются в двух точках Ж и 3, через которые проходят параллельно продольной линейке оси штоков 5, Диаметры цилиндрических базовых поверхностей штоков 5 и втулок 6 равны. Левая основная стойка 3 фиксируется штырем 8 в линейке 2, а правая имеет механизм ее точной установки 9 по мерной шкале этой линейки. Винтовые зажимы 10, 11, 12 и 13 предназначены для торможения при повороте и фиксации осей повороту втулок 6 Оси основных стоек 3 пересекаются с осями штоков 5 и втулок 7 в точках Ж и 3, каждая из которых совпадает с центром основной базовой плоскости концевых присоединительных поверхностей контролируемых труб и их эталонов. Расстояние между этими точками представляет собой линейный размер между осями основных стоек 3, который устанавливается по мерной шкале линейки 2 для каждой трубы по ее эталону при разметке ее концевых участков перед их обрезкой, а также при контроле пространственной координации их поверхностей, контрольный флажок 14 предназначен для установки в устройство таким образом, чтобы точка пересечения их осей с одной из двух их концевых базовых плоскостей присоединительных поверхностей всегда совпадала с точкой пересечения осей поворота втулки 7 в точках Ж или 3 зафиксированном своем положении штырем 21. Контрольный флажок 15 предназначен для проверки точности взаимного расположения концевых участков труб без использования КИМ с ЭВМ. Контрольный флажок 16 устанавливается на плите 1 на постоянной высоте стойки и предназначен для установки одного из концевых участков труб в горизонтальное положение, а также для проверки точности взаимного положения концевых прямолинейных участков труб без КИМ с ЭВМ Поддерживающий флажок 17 используется как дополнительная опора при контроле нежестких труб. Контрольные флажки 14, 15 и поддерживающий флажок имеют одинаковую конструкцию и устанавливаются на плите 1 в регулируемых по высоте стойках 18 Стойки флажков 14, 15 и 16 имеют механические или магнитные крепления на всей поверхности этой плиты. Сменные технологические наконечники 19 установки в них концевых поверхностей труб располагаются и фиксируются во втулках 7 штырем 20. Втулки 7 в своем номинальном положении фиксируются в каретке 6 в осевом направлении штырем 21. Размер Л показывает отклонение от этого номинала в свободном положении втулки 7, которое определяется по мерной шкале каретки 6. Оси поворота втулок 7 пересекаются в точках Ж и 3. Поэтому положение осей труб совпадающих с этими точками зафиксированном штырями 21 положении втулок 7 всегда будет постоянным. Левая основная стойка 3 постоянно зафиксирована в линейке 2 штырем 7, в положении когда ее вертикальная ось совпадает с началом отсчета мерной шкалы этой линейки, Установка правой основной стойки 3 производится на расстоянии,равном

размеру между базовыми точками Ж и 3 контролируемых труб. Размер этого расстояния определяется по мерной шкале этой линейки при установке в устройство эталонов труб в зафиксированном штырями 21 положении втулок 7. Размер этот для каждого наименования труб вводится в память КИМ с ЭВМ. Работу по контролю в устрой- стве пространственной конфигурации поверхностей гнутых труб начинается с установки на известное для каждого наименования труб расстояния правой стойки по мерной шкале ее продольной линейки. Затем на втулки 7 устанавливаются и фиксируются штырями 20 технологические наконечники 19. На них устанавливается эталон контролируемой трубы и одновременно под один из участков его поверхности устанавливается опорный флажок 17 со г стойкой 18 на плите 1. Одна из втулок 7 фиксируется штырем 21 и устанавливается контрольный флажок 14 по размеченному на эталоне участку его установки. Затем эталон устанавливается и на втулке 7 устанавливаются и фиксируются в зависимости от назначения - замеров при контроле или разметки различные технологические наконечники 19.

В устройстве оси базовых цилиндрических поверхностей штоков И и К пересекаются в точках Ж и 3 с общей осью втулок 7, на которых расположены такие же поверхности Д, Е и Г, В, и концевых прямолинейных участков контролируемых труб. Поэтому оси указанных базовых поверхностей представляют собой макет взаимного положения концевых участков контролируемых в устройстве труб, измерение на КИМ с ЭВМ расположения указанных цилиндрических поверхностей Д, Е, И, К, Г и В которого позволяет получить все размеры взаимного расположения этих участков, в том числе и размер расстояния между конЦе выйи участками труб в их базовых точках Ж и 3. Но можно ограничить эти измерения только двумя замерами положения базовых поверхностей Д и В. В этом случае в память КИМ с ЭВМ необходимо из этого устройства внести известные для каждого наименования труб постоянные размеры координат двух точек Ж и 3. При замерах на КИМ с ЭВМ отклонения положения торцевых участков труб от базовых плоскостей Ж и 3 в устройстве с помощью КИМ с ЭВМ необходимо к перечисленным замерам для определения взаимного положения концевых участков труб добавить еще два замера торцевых базовых поверхностей А и Б.

Контроль в устройстве взаимного расположения концевых участков труб без КИМ

с ЭВМ требует дополнительной установки по эталонам контрольных ложементов 15 и 16. Разметка концевых участков труб перед их обрезкой в этом случае также может,

производиться по торцевым разметочным плоскостям сменных технологических наконечников 19, устанавливаемых в устройстве на наружные поверхности труб, на которых и производится эта разметка. Величины от0 клонения положения торцевых базовых участков труб от номинального их положения также можно получить в устройстве не замерами на КИМ с ЭВМ положения базовых плоскостей А и Б, а размерами М и Л по

5 мерной шкале каретки в положения втулки 7 в ее расфиксированном свободном положении. Точно также и размер между основными стойками можно определить в устройстве при помощи замеров базовых

0 цилиндрических поверхностей на втулках 7 и штоках 5, а также и просто по мерной шкале линейки 2.

Предлагаемое устройство позволяет за счет минимального количества без уста5 новки измеряемых труб, включающих две

базовые плоскости концевых участков

труб и третьей базы установки на одном

промежуточном участке их контура, а такг

же математически минимального числа

0 контролируемых размеров взаимного расположения основных базовых присоединительных поверхностей концевых их участков позволяет значительно увеличить качество и производительность контроля

5 труб,созданных на трубогибочных станках, программа ЧПУ которых создана на КИМ с ЭВМ за счет сравнения и автоматической корректировки одновременно всех размеров их координат ЧПУ. Устройство позволя0 ет отказаться от специализированных для каждого нового наименования труб устройств подобного назначения, а также производить контроль качества гибки труб без использования КИМ с ЭВМ. Возможность

5 проведения в устройстве разметки концевых участков труб для их отрезки позволяет отказаться от использования большого количества специализированных для каждого нового наименования труб устройств подо0 бного назначения.

Формула изобретения Устройство для базирования гнутых труб к координатно-измерительной машине с ЭВМ для измерения взаимного располо5 жения концевых прямолинейных участков труб, их присоединительных поверхностей и разметки их концов, содержащее плиту, две основные стойки с базовыми узлами, отличающееся тем, что, с целью упрощения и повышения точности измерения, оно снабжено линейкой, установленной на плите, установленными на линейке с возможностью перемещения вдоль нее двумя дополнительными стойками со штоками с цилиндрическими базовыми поверхностями, основные стойки установлены на линейке с возможностью перемещения вдоль нее, а каждый базовый узел выполнен в виде вилки, установленной на основной стойке с возможностью поворота и фиксации относительно оси, перпендикулярной плите, карет0

ки, установленной на вилке с возможностью поворота и фиксации относительно оси, перпендикулярной оси вилки, втулки с торцевой опорной поверхностью и цилиндрической базовой поверхностью, установленной в каретки, оси поворота вилки, каретки и ось втулки пересекаются в одной точке, точки их пересечения и оси штоков расположены на одной прямой, параллельной линейке, а диаметры цилиндрических базовых поверхностей штоков и втулок равны.

Изобретение относится к контрольно- измерительным машинам и может быть использовано для определения пространственной координации труб, согнутых на станках с ЧПУ. Целью изобретения является улучшение качества и увеличение производительности контроля пространственной координации труб. Цель достигается за счет того, что в устройство, имеющее две базовые присоединительные плоскости для разметки труб, дополнительно включают ряд узлов, представляющих собой макет технологической модели эталона труб, который представляется размерами координат труб при их гибке на ЧПУ без учета пружинения , за счет введения эталона устраняется разметка концов труб и контроль по значительному количеству промежуточных участков трубы. 1 ил.