BG4446U1 - Система за прецизно калибриране на обработващи центри - Google Patents

Abstract

Настоящият полезен модел се отнася до система за прецизно калибриране на обработващи центри, който ще намери приложение в областта на измервателната техника и по-специално за измерване на големи обработващи центри с ЦПУ, приложими в автомобилостроенето и в общото машиностроене. Създадената система за прецизно калибриране на обработващи центри включва преносим компютър (5) с инсталиран специализиран софтуер, който преносим компютър (5) е еднопосочно свързан с еталони (1) и с принтер (6). Еталоните (1) включват стъпкови калибри (2) и комплект сфери (3), като еталоните (1) са свързани със специализирани фиксиращи елементи (4). Системата включва и калибратор с лазерен интерферометър за едновременно измерване на дължина и ъгъл (7), който е свързан с преносимия компютър (5). Чрез създадената система се гарантира качествено измерване на три-, четири- и петосни обработващи машини, при минимална грешка от препозициониране и добра повторяемост при измерване на квадратура, кубатура и общо позициониране.

Description

Настоящият полезен модел се отнася до система за прецизно калибриране на обработващи центри, който ще намери приложение в областта на измервателната техника и по-специално за измерване на големи обработващи центри с ЦПУ, приложими в автомобилостроенето и в общото машиностроене.

Предшестващо състояние на техниката

Обработващите центри са сред най-широко използваните и добре познати в практиката металообработващи машини. Предлаганите от тях възможности за използване на набор от различни инструменти при обработката на детайлите, автоматичната смяна на инструмента и прецизността при управлението по всички оси, ги прави подходящи за комплексна и прецизна обработка на разнообразни детайли. В повечето случаи тези машини са оборудвани с цифрово-програмно управление (ЦПУ), благодарение на което процесите на обработка се управляват чрез компютърна програма. Независимо от посочената прецизност при обработката на детайлите е налице необходимост от система за тяхното калибриране.

Съществуват международно признати стандарти за качество - ISO, които препоръчват калибриране на обработващите центри и системи минимум веднъж в годината. Калибрирането включва проверка на текущите точностни характеристики. Сертификата, показващ точността на машината и успешно преминатата процедура за калибриране, служи като доказателство пред клиенти, партньори и доставчици, че същата е изправна и отговаря на международните изисквания. Това ще спомогне за намаляване на производствените разходи и количеството непоправим брак.

От полезен модел BG 3475 U1 е известна система за прецизно калибриране на портативни измервателни системи, която включва преносим компютър с инсталиран специализиран софтуер. Преносимият компютър е еднопосочно свързан с еталони, с уред за контрол на влага и температура и с принтер. Еталоните включват стъпкови калибри и комплект сфери. Еталоните са свързани със специализирани фиксиращи елементи.

Не е известна специализирана система за прецизно калибриране на обработващи центри.

Техническа същност на полезния модел

Задача на полезния модел е да се създаде система за прецизно калибриране на обработващи центри, която да гарантира качествено измерване на три-, четири- и петосни обработващи машини, при минимална грешка от препозициониране и добра повторяемост при измерване на квадратура, кубатура и общо позициониране бързо и точно измерване на големи детайли, без необходимостта от тяхното преместване.

Задачата е решена, като е създадена система за прецизно калибриране на обработващи центри, включваща преносим компютър с инсталиран специализиран софтуер, който преносим компютър е еднопосочно свързан с еталони и с принтер. Еталоните включват стъпкови калибри и комплект сфери, като еталоните са свързани със специализирани фиксиращи елементи. Съгласно полезния модел, системата включва и калибратор с лазерен интерферометър за едновременно измерване на дължина и ъгъл, който е свързан с преносимия компютър.

Предимство на създадената система е, че чрез нея се осигурява и се гарантира качествено измерване на трудно преместваеми детайли, при минимална грешка от препозициониране. Освен това, благодарение на точното измерване, се намаляват производствените разходи и количеството непоправим брак.

Пояснение на приложената фигура

Настоящият полезен модел е илюстриран на приложената фигура 1, която представлява принципна схема на система за прецизно калибриране на обработващи центри, съгласно полезния модел.

Примери за изпълнение на полезния модел

Създадената система за прецизно калибриране на обработващи центри, включва преносим компютър 5 с инсталиран специализиран софтуер, който преносим компютър 5 е еднопосочно свързан с еталони 1 и с принтер 6. Еталоните 1 включват стъпкови калибри 2 и комплект сфери 3. Еталоните 1 са свързани със специализирани фиксиращи елементи 4. Системата включва и калибратор с лазерен интерферометър за едновременно измерване на дължина и ъгъл 7, който е свързан с преносимия компютър 5.

Еталоните 1 са контролирани средства за непосредствено сравнение и проследимост до национален еталон. Към тях спадат комплекта сфери 3, които представляват специализирани керамични сфери с номинален диаметър от 10 до 51 mm, както и стъпковите калибри 2, които представляват еталон с определена дължина, снабден с конуси и сфери на известни, фиксирани разстояния. Дължината на стъпковите калибри 2 зависи пряко от измервателния обхват на калибрирания обработващ център.

Специализираните фиксиращи елементи 4 осигуряват прецизно и стабилно фиксиране на съответния еталон 1, например стъпков калибър 2, както и възможност за препозиционирането му, с цел покриване и измерване в целия обхват на системата.

Преносимият компютър 5 е с инсталиран специализиран софтуер за приемане на данните от измерването, за сравнение и анализ, както и за калибриране на обработващия център. Софтуерът е разработен в съответствие с международните изисквания и в него се въвеждат данните от измерванията в съответните позиции. Софтуерът разполага с автоматични процедури за директно сравнение между реално измерените стойности с еталоните 1 и фабрично зададените от производителя такива. Компютърът 5, респективно специализираният софтуер, има връзка и с калибратора с лазерния интерферометър за едновременно измерване на дължина и ъгъл 7, който отчита показателите с цел изчисляване на точната неопределеност на измерванията.

Калибраторът с лазерния интерферометър за едновременно измерване на дължина и ъгъл 7 намира приложение за точно измерване на дължина, както и за оценка на качеството на оптични повърхности и за проверка на оптични системи. Той освен измервания и контрол по трите координатни оси X, Y, Z осъществява същите и по две ротационни оси. Тъй като позиционирането на ротационната ос е от решаващо значение за точността на машината, то калибраторът на въртящи се оси осигурява бързо калибриране на въртящи се оси до ±1 дъгова секунда с точност, работейки заедно с лазерни системи и осигурявайки високоточно, повтарящо се калибриране на въртящата се ос за етапи, приспособления и машинни инструменти. Калибраторът 7 включва и интегриран ъглов ретрорефлектор, монтиран на прецизна сервоуправляема ос. Ъгловата позиция на оста и оптиката по отношение на корпуса на основното тяло на калибратора 7 се контролира от енкодерна система с много висока точност със скалата, директно обработена върху основния лагер и се използва за улавяне на данни, анализ и ротационно измерване, като е осигурено бързо и лесно коригиране на грешки. Калибраторът 7 притежава софтуер, който притежава програми за синхронизирано движение на въртящи се и на линейни оси за поддържане на центровката на лъча по време на теста.

Принтерът 6 е изходното устройство за печат на издадения сертификат за калибриране.

Създадената система за прецизно калибриране на обработващи центри, се използва по следния начин.

За точно измерване е необходимо първо да се фиксират еталоните 1, например стъпковия калибър 2. Чрез специализираните фиксиращи елементи 4 се осигурява позициониране в измервателния обем и стабилност при измерването. Специализираните фиксиращи елементи 4 са от изключителна важност за осигуряване на минимална грешка от препозициониране и добра повторяемост.

Със създадената система за прецизно калибриране на обработващи центри се извършват следните видове измервания:

- Линейни измервания - за линейните измервания е нужен вече фиксирания еталон 1, с който се измерват по пет дистанции в три различни положения на рамото на обработващия център, т.е., три хоризонтални, три диагонални и едно вертикално. Всяка стъпка се измерва по три пъти - общо 105 измервания. Дистанциите, които трябва да бъдат измервани се определят от обхвата на обработващата машина - т.е., от възможно най-малката до задължително повече от 66% от обема на проверявания обработващ център. Отклонението на всички 105 измервания трябва да бъде по-малко от грешката на центъра, което представлява линейна функция на дължината L.

- Диаметрална повторяемост - целта на този тест е да се провери повторяемостта на обработващия център в обема при завъртане на неговото ротационно рамо. За изпълнение на проверката се извършва тест за повторяемост при завъртане с пет точки и се използва комплекта еталонни сфери 3 с диаметър от 10 до 51 mm, в зависимост от размера на системата. Извършва се измерване на сферата по пет точки, по пет пъти в две положения на обема на системата (възможно най-близо и възможно най-далече от центъра й) с различни положения на ротационното рамо на обработващия център.

- Линейна повторяемост - целта на този тест е отново проверка на повторяемостта, но при линейно измерване, чрез ротация в една точка. За изпълнението му се използва стъпковия калибър 2 и специализираните фиксиращи елементи 4. Правят се десет измервания в една точка - център на конус, в пет различни положения на обработващия център.

- Повторяемост при отклонение от форма на измервателния накрайник - целта е да се определи грешката от отклонението от формата на накрайника, като се сравнят данните от две последователни измервания. За този тест се използва отново еталонна сфера 3 с диаметър от 10 до 51 mm. Извършват се две измервания на сфера, позиционирани в 25 равномерно разположени точки, като сферата трябва да бъде поставена максимално близо до центъра на обработващия център.

Всички данни, получени от еталоните 1 и от калибратора с лазерен интерферометър за едновременно измерване на дължина и ъгъл 7, постъпват в преносимия компютър 5 и се насочват автоматично към специализирания софтуер за сравнение и анализ. Комплексната неопределеност на измерванията се изчислява от софтуера, като във формулата за калкулацията й влизат всички показатели от измерванията, еталоните и от калибратора 7.

На база извършените измервания и изчисления се генерира сертификат. Компютърът 5 изпраща сигнал към изходното устройство - принтера 6 за печат на сертификата.

Чрез създадената система се гарантира качествено измерване на три-, четири- и петосни обработващи машини, при минимална грешка от препозициониране и добра повторяемост при измерване на квадратура, кубатура и общо позициониране.

Claims (1)

1. Система за прецизно калибриране на обработващи центри, включваща преносим компютър (5) с инсталиран специализиран софтуер, който преносим компютър (5) е еднопосочно свързан с еталони (1) и с принтер (6), при което еталоните (1) включват стъпкови калибри (2) и комплект сфери (3), като еталоните (1) са свързани със специализирани фиксиращи елементи (4), характеризираща се с това, че включва и калибратор с лазерен интерферометър за едновременно измерване на дължина и ъгъл (7), който е свързан с преносимия компютър (5)