Устройство для автоматической подналадки многорезцовых станков Советский патент 1981 года по МПК B23B25/06 

На чертеже представлена принципиальная схема устройства. .: .

Борштанга i (например, расточная, вращающаяся; дифференциалы или двухопорная, суппорт или иной узел токарного или расточного станка) несет на себе несколько автономных резцовых блоков 2, 3 и 4 и измеритель ный датчик 5 для автоматического измерения в процессе резания отклонения диаметрального размера детали 6 от заданного с механизмом 7 начальной размерной настройки. Резцовые блоки установлены со смещением один относительно другого в направлении оси борщтанги. Каждый из резцовых блоков состоит из режущего инструмента 8, исполнительного механизма 9 возвратно-поступательного перемещения режущего инструмента и датчика 10 нагрузки.

Все выходы датчиков 10 нагрузки электрически связаны отдельными каналами 11 с соответствующими входами четырех схем И-НЕ анаЛого-цифрового компаратора 12 напряжения блока 13 коммутации. Вход аналогог цифрового компаратора 12 напряжения, кроме того, соединен электрической цепью 14 с измерительным датчиком 5 через усилительно-преобразовательный блок 15, питаемый от сети через блок 16 питания. Выходы блока 13 коммутации соединены отдельными каналами кабеля 17 с исполнительными механизмами перемещения режущих инструментов и самостоятельной электрической цепью 18 с механизмом начальной размерной настройки измерительного датчика. На регулирующих органах исполнительных механизмов возвратно-поступательного перемещения режущих инструментов 8 каждого резцового блока (2, 3 и 4) закреплены ползуны 19, а в корпусах каждого из исполнительных механизмов 9 автономного перемещения режущих инструментов установлены датчики 20 положения, фиксирутощиЕ положение инструмента в подведенном и отведенном состоянии. Выходы датчиков 20 электрически связаны отдельными каналами кабеля 11 с соответствующими входами четырех схем И-НЕ аналого-цифрового компаратора 12 напряжения блока 13 коммутации. Ползуны 19 контактируются с соответствующими якорями датчиков 20. После замыкания контактов датчиков ползун имеет возможность дальнейщего перемещения (вместе с регулирующим органом соответствующего исполнительного механизма 9, причём без размыкания контактов микропереключателя и, следовательно, без на1 ущения требуемого порядка коммутации И связей узлов устройства), чтобы осзтцествлять необходимую компенсацию погрещностей обработки детали (автоподналадку инструмента) с помощью того же исполнительного механизма.

который вьшолняет замену изнрщенного режущего инструмента на новый.

Чтобы осзтцествдять автоподналадку в больщом диапазоне размеров и независимо от настройки датчиков 20, ползун имеет длину больт шую, чем диапазон срабатывания датчиков 20, фиксирующих положение режущих инструментов в подведенном и отведенном состояниях. Резцовые блоки 2, 3 и 4 установлены со

смещением один относительно другого в направлении оси борштанги (направлении продольной подачи режущего инструмента).. При этом возможны две конструктивные схемы относительного расположения заменяемого и заменяющих

резцовых блоков. В первом случае заменяющий режущий инструмент 8, например, резцового блока 3 вступает в работу с отставанием от заменяемого инструмента 8 резцового блока 2; при этом заменяющий режущий инструмент подводится к обработанной поверхности детали 6, и блок коммутации 13 может сразу же отключить датчик 5 и усилительно-цреобразовательньщ блок 15 от входа исполнительного механизма 9 заменяемого резцового блока 2 и подключить их к исполнительному-механизму 9 заменяющего резцового блока 3, Во втором случае заменяющий режущий инструмент 8, например, резцового блока 3, вступает в работу с опережением заменяемого инструмента 8 резцового блока 2 (не- показано); заменяющий режущий инструмент подводится к необработанной поверхности детали 6 и, врезаясь в нее, выходит на заданный диаметральный размер, а блок 13 коммутации должен с соответствующей временной задержкой отключить датчик 5 и усилительнопреобразовательный блок 15 от входа исполнительного механизма 9 заменяемого резцового блока 2 и подключить их к исполнительному механизму 9 заменяющего резцового блока 3 (с тем, чтобы определенное время заменяемый и заменяющий режущие ииструменть одновременно осуществляли процесс резания); временная задержка может осуществляться, например, с помощью реле времени или по исчезновению выходного сигнала датчика 10 нагрузки заменяемого резцового блока. Устройство работает следующим образом. Перед началом работы режущие инструменты 8 резцовых блоков 2, 3 и 4 настраивают на требуемый диаметральный размер детали по пробной заточке детали 6 или по фальщвтулке (не показана), жестко связанной с обрабатываемой деталью. Выполнив размерную настройку всех режущих инструментов, фиксируют по .ползуна:м 19 и соответствующим положениям якорей датчиков 20 их подведенное к o6{ja6aтьтаемой детали положение. Затем фиксируют по ползунам 19 и соответствующим положениям якорей датчиков 20 отведенное положе1гае всех режуаш:х инструментов; причем режущие инструменты 8 резцовых блоков 3 и 4 отводят от обрабатываемой детали на определенную величину (равную шапазону срабатывания датчиков 20 указанных выше исполнительных механизмов резцовых блоков). При этом по электрическим цепям через соответствующие выходу датчиков 20 на те шга иные входы схем И-НЕ аналого-цифрового компаратора 12 подаются зяачащае (отличные от нуля) подготовительные опиалы. Режущий инструмент 8 резцового блока 2 (1-й инструмент) оставляют в рабочем положении-в контакте с обрабатываемой деталью 6. На обработанный этим режущий инструментом небольшой поясок детали выводят измерительный датчик 5, который настраивают на заданный номинальный размер обрабатьшаемой детали с помощью механизма 7 начальной размерной настройки. В процессе обработки детали б режущим инструментом 8 резйЬвого блока 2 измерительный датчик 5 контролирует диаметральный размер детали и при возникновении отклонения размера того или иного знака и величины IVPдает соответствующий управляющий сигнал, который после усиления и йреобразования в усилительно-преобразовательном блоке 15 по электрической цепи 14 через аналого-цифровой компаратор 12 напряжения блока 13 коммутации и по отдельному каналу кабеля 17 поступает в исполнительный механизм 9 резцового блока 2. Исполнительньй механизм производит соответствующее перемещение режущего инструмента для компенсации возникающих в процессе резания погрещностей обработки, стабилизируя, тем самьсм, диаметральный размер обрабатываемой детали. В процессе резания затупление режущего инструмента 8 резцового блока 2 вызывает возрастание действующего на резец усилия резания и, следовательно, соответствующего выходного сигнала датчика 10 нагрузки. При достижешш выходным сигналом датчика нагрузки наперед заданного предельного значения (соответствующего моменту, когда износ режущего инструмента 8 достигает предельного значения) датчик 10 нагрузки срабатьгеает и на вход логического элемента схемы И-НЕ | аналого-ш1фрового компаратора 12 напряжения блока 13 ком мутации поступает значащий (отличный от нуля) сигнал. На второй и третий входы схемы H-HEi как указьгеалось выше, ранее были поданы значащие (отличные от нуля) подготовительные сигналы, характеризующие, соответственно, подведенное (к обработанной поверхностн детали) положение режущего инструмента 8 заменяемого резцового блока 2 и отведенное (от обработан1ЮЙ поверхности детали) йоложенне режущего инстр)умента 8 заменяющего резцового блока 3. Когда сигналы на всех трех входах схемы H-HEj становятся значащими (это указьгеает, что заменяемый н заменяющий. режуишй инструменты резцовых блоков 2 н 3 в момент осуществления автоматической смены режущего ннструмента 8 имеются в наличии, а заменяемый режущий инструмент резцового блока 2 полностью износился и потерял стойкость), га выходе схемы. И-НБ| появляется значащий (отличный от нуля) сигнал, который вызьгеает появление на выходе блока 13 коммутации команды на подвод заменяющего реж)гщего инструмента 8 резцового блока 3. Режущий инструмент 8 резцового блока 3 подводится своим испотгаительным механизмом 9 к обрабатьгааемой детали и вступает в работу; при этом ползун 19, закрепленный на регулирующем органе исполнительного механизма перемещения этого режущего инструмента, воздействует на датчик 20, фиксирующий его подведенное состояние. На одном нз входов схемы И-НЕг, при зтом появляется значащий (Отличный от нуля) сигнал; на второй вход логического элемента схемы H-HEj, как указьшалось выще, ранее был цодан значащий (отличный от нуля) подготовительный сигнал от датчика 20 положения заменяемого режущего инструмента 8 резцового блока 2 в отведенном положении. Когда на обоих входах схемы H-HEj сигналы становятся значащими (отличными от нуля), на выходе схемы H-HEj появляется значащий (отличный от нуля) сигнал, который вызывает появление на выходе блока 13 коммутации команды на отвод заменяемого режущего инструмента 8 резцового блока 2. . Подвод заменяющего режущего инструмента 8 резцового блока 3 (2-й инструмент) происходит до тех нор, пока не сработают контакты датчика 20 положения второго исполнительного механизма 9, фиксирующие подведенное состояние режущего инструмента, при котором он выходит на заданный при начальной размерной настройке диаметральный размер обрабатьшаемой деталн. После этого блок 13 коммутацин отключает дапик 5 и усилительно-преобразовательный блок 15 от ксполнительного механизма 9 заменяемого резцового блока 2 (с полностыо изношешгым режущим инструментом 8) и подключает датчик 5 и усилительно-преобразовательный блок 15 к исполнительному механизму 9 заменяющего резцового блока 3 (с новым режуцдам инструментом).. В процессе дальнейшей обработки детали 6 режущим инструментом 8 резцового блока 3 измерительный датчик 5 контролирует диамет{тальный размер детали и при возникновении

отклоне.ния размера того или иного и величины подает соответствующий управляющий сигнал, который после усиления и преобразования в усилительно-преобразовательном блоке 15 по электрической цепи 14 через аналогоцифровой. компаратор 12 блока13 коммутации и по отдельному каналу кабеля 17 поступает в исполнительный механизм 9 резцового блока. ИспЬл1Штельный механизм производит соответствующее перемещение режущего инструмента для компенсации возникающих в процессе резания погрешностей обработки, продолжая: стабилизир жать, тем самым, диаметральный размер обрабатываемой детали..

Цикл автомапетбской смены изношенного режущего инструмента на новый повторяется без прерывания процесса обработки поверхности детали в течение одного прохода до тех пор, пока все имеющееся наличие заменяющих резцовых блоков устройства ие будет использовано. Количество ус1анавливаемых на борщтанге или суппорте стайка резцовых блоков определяется условиями производства в зависимости от длины обрабатываемой детали, стойкости инстрзпмета, тверщрсш материала обрабатываемой детали И т.т

Послепсюательный подвод К обработанной поверхности с включением в контур регулирования очереййогоострозаточениого режущего инструмента и одновремеиный отвод затупившегося режущего ййстру ента с отключением его от кйпгура регулирования без перелива процесса обработки позволяет повысить производитель.ность и точность обработки станка.

Форм улаизобретения

Устройство для автоматической подиаладки многорезцовых станков, содержащее исполнительные механизмы возвратно-поступательного перемещения резцов в поперечном относительно обрабатываемой поверхности направлении . и блок подналадки и о.твода резцов, отличающееся тем, что, с целью повьшеПИЯ производительности станка за счет замены и по2хналадки резцов в процессе обработки, оно снабжено датчиками нагрузки резцов, датчиком размеров детали с усилительно-преобразовательным блоком и датчиками рабочего и отведенного положений резца, которые расположены на каждом исполнительном механизме, а блок подналадки и отвода резцов выполнен в виде блока коммутации, содержащего аналого-цифровой KONmapaTOp напряжения, выполненный на логических злементах И-НЕ, по два злемента между предь1Дущим и последу|ощим резцами, при зтом выходь датчика рабочего положения и датчика нагрузки каждого резца, за исключением последнего, подключега 1 ко входам первого логического элемента, выход Которого соединен со входом исполнительного механизма следующего резца, выход датчика отведенного положения которого соединен с одним из входов этого же логического элемента, а выход датчика отведенного полржения резца подключен ко входу второго логического элемента, выход которого соединен со входом его ис полнительного механизма, а другой выхо указанного лопсческого элемента соединен с выходом датчика рабочего положения следующего резца, при этом выход датчика {Размеров детали через усилительно-преобразовательный блок и блок коммзггации соединен со входами исполнительных механизмов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 343776, кл. В 23 В 25/06, 1971.