Остання редакція: 2019-05-23
Анотація
З неперервним розвитком машинобудування вимоги до точності та якості оброблюваних деталей та виробів також зростають. В машинобудуванні найчастіше для вимірювання високоточних деталей таких, як прес форми, лопаті турбін і т.ін. використовують координатно-вимірювальні машини (КВМ), які дають змогу отримати усю інформацію про деталь (розміри, шорсткість і т.ін.).
Проте, з розвитком верстатобудування, сучасні верстати з ЧПК стають все точнішими та вже майже не відрізняються від КВМ за точністю позиціювання.
Такі верстати обладнані надсучасними вимірювальними пристроями, такими, як цифрові контактні вимірювальні датчики, різноманітних фірм: Renishaw, Blum, Amikr, тощо, які дозволяють виконувати вимірювання криволінійних поверхонь деталей безпосередньо на столі верстату[1,2].
Найбільш поширені такі типи сприймаючого елемента щупів[3]:
- на основі датчика тиску - комутаційний імпульс генерується шляхом аналізу діючої сили. При цьому сили, що виникають при торканні, обробляються електронікою.
- оптичний сенсор - світловий пучок, що генерується світлодіодом (LED) фокусується системою лінз в точку на диференційний фотоелемент. При відхиленні стрижня диференційний фотоелемент генерує комутаційний сигнал.
- з механічною системою спрацювання - три стрижня (ролика), розташовані на однаковій відстані один від одного, спираються на шість кульок з карбіду вольфраму, забезпечують шість точок контакту в системі точного базування. За допомогою цих контактів формується електричний ланцюг. При навантаженні пружини створюються плями контакту, через які може текти струм. При контакті з деталлю змінна сила, що впливає на пляму контакту, вимірюється як зміна електричного опору. Коли опір перевищує деяке порогове значення, на виході датчика подається сигнал про спрацювання
- тензодатчик - тензометричні датчики розміщуються на ретельно спроектованих елементах, встановлених в конструкції датчика, але окремо від кінематичного механізму. Датчики розташовані таким чином, щоб реєструвати всі зусилля на щупі, які потім додаються.
Для того, щоб отримати модель деталі, виміряної за допомогою контактного датчика, використовуються САМ-системи, які поєднує єдина методологія: отримання даних вимірювань ® фільтрація ® побудова сітки ® апроксимація аналітичними функціями ® доопрацювання кривих/поверхонь в shape-design модулях ® експорт геометрії в CAD систему[4]. Приклади деяких програм:
PowerINSPECT OMV – один з модулів ПО PowerINSPECT для виконання промірів деталі на верстаті з ЧПУ. PowerINSPECT OMV дозволяє на основі створених ліній (лінії, точки, площини, і т.ін.) користувач може контролювати відхилення від форми прямолінійність, круглість, площинність і т.ін. відхилення від просторового розташування: паралельність, перпендикулярність, і т.ін., також можливе вимірювання випадкових точок на поверхні деталі. [5]
FormControl - програмний пакет фірми BlumNovotest дає можливість вимірювати заготовки(деталі) безпосередньо на верстаті, відповідно буду поле точок, та апроксимує результати в виді поверхні.
Виходячи з дослідженого матеріалу, можемо сказати, що на сьогоднішній день технології вимірювання на верстатах з ЧПК можуть скласти конкуренцію КВМ та мають деякі переваги, такі, як відсутність похибки перебазування, вимірювання безпосередньо на столі верстату та відсутність витрати часу на підготовчо-заключні операції.Ключові слова
Посилання
1. Hanmin Z. ERROR IDENTIFICATION AND COMPENSATION OF CNC MACHINING CENTERS USING RENISHAW BALL BAR [J] //Chinese Journal of Mechanical Engineering. – 2002. – Т. 10.
2. Ballbar R. System User Guide. – 2009.
3. McMurtry D. R., Henning B. C. R. Method of and apparatus for scanning the surface of a workpiece: пат. 5189806 США. – 1993.
4. Lei W. T., Hsu Y. Y. Accuracy test of five-axis CNC machine tool with 3D probe–ball. Part I: design and modeling //International Journal of Machine Tools and Manufacture. – 2002. – Т. 42. – №. 10. – С. 1153-1162.
5. Koltsov A. G. et al. Influence assessment of metal-cutting equipment geometrical accuracy on OMV-technologies accuracy //2016 Dynamics of Systems, Mechanisms and Machines (Dynamics). – IEEE, 2016. – С. 1-7.
6. Kawalec A., Magdziak M., Cena I. Measurement of free-form surfaces on CNC milling machine considering tool wear and small changes of its working length and offset radius //Advances in manufacturing science and technology. – 2011. – Т. 35. – №. 1. – С. 25-40.