CS255580B1

CS255580B1 - Apparatus for measuring circular interpolation accuracy

Info

Publication number: CS255580B1
Application number: CS856542A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Trojanek; Otto Starek
Original assignee: Jaroslav Trojanek; Otto Starek
Priority date: 1985-09-13
Filing date: 1985-09-13
Publication date: 1988-03-15
Also published as: CS654285A1

Abstract

Zařízení pro měření přesnosti kruhové interpolace je určeno především pro obráběcí stroje se souvislým číslicovým řízením s přesným kruhovým etalonem a trvale radiálně orientovaným dráhovým snímačem, zaznamenávajícím průběh úchylek dráhy na zapisovači, sestává z dráhového snímače uloženého v osově přestavitelné trubce v hlavici snímače a pružně uchycené planžetami k držáku upevněnému na posuvné liště, přestavitelné upínané k hřídeli, na nějž je napojen ohebný hřídel, připojený druhým koncem na osu nesoucí talíř se záznamovým papírem, na který zapisovač, napojený pres měřicí zesilovač na dráhový snímač, zaznamenává úchylky měřené dráhy. V části stroje, vykonávající vůči snímacímu zařízení relativní kruhovou dráhu, je upevněn čep opatřený vodicím ložiskem, vedeným v průběžné drážce posuvné lišty, svou válcovou části je v trvalém styku s příčným kolíkem upevněným v hlavioi snímače .The device for measuring circular interpolation accuracy is intended primarily for machine tools with continuous numerical control with precise circular standard and permanently radially oriented track sensor, recording the track deviations on the recorder, consists of a track sensor mounted in an axially adjustable tube in the sensor head and resiliently clamped by foils to a bracket mounted on a slide bar, adjustable to a shaft on which a flexible shaft is connected, connected to the axis carrying a recording paper plate by a second end, to which the recorder connected via the measuring amplifier to the track sensor registers deviations of the measured path. In the machine part, which carries a relative circular path relative to the sensing device, a pin is provided with a guide bearing guided in the continuous groove of the slide bar, its cylindrical part being in permanent contact with the transverse pin fixed in the sensor head.

Description

Vynález se týká zařízeni pro měřeni přesnosti kruhové interpolace na obráběcích strojích se souvislým číslicovým řízením.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a device for measuring the accuracy of circular interpolation on continuous-control machine tools.

Pro zjišťováni přesnosti kruhové interpolace se v praxi i běžně používá metoda obráběni kruhových vzorků malými řeznými silami_z z nichž se po proměřeni například na přístroji pro měřeni úchylek kruhovitosti ziská záznam průběhu úchylek dráhy nástroje vůči obrobku.Checking the accuracy of circular interpolation in practice and widely used method for machining circular samples _of small cutting forces from which after measuring for example instruments for measuring roundness deviations to obtain a record of deviations during the tool path relative to the workpiece.

Hlavním nedostatkem této metody je to_z že záznam průběhu úchylek programované dráhy je významně zkreslen velikosti poloměru nástroje_z protože záznam zobrazuje úchylky ekvidistanty nikoliv skutečné dráhy středu nástroje. Podstatné nepřesnosti do výsledku tohoto měřeni rovněž zanáší vlastni řezný proces silovým působením mezi nástrojem a obrobkem. Dalši podstatnou nevýhodou této pracné a zdlouhavé metody je také to_z že měření je prakticky možné provádět pouze v interpolační rovině kolmé k ose nástroje_za to jen v omezeném rozsahu rychlosti daných obráběcími schopnostmi nástroje.The main drawback of this method is that during the recording _of the deviations of the programmed path is significantly distorted by the size _{of the} radius because the record shows deviations equidistance not the actual path of the tool center. Substantial inaccuracies in the measurement result also impose the actual cutting process by the force action between the tool and the workpiece. Another essential disadvantage of the laborious and time-consuming method is also the fact that _a measurement is practically possible to perform interpolation only in the plane perpendicular to the axis _of the tool and only a limited speed range capability of the machining tool.

Je rovněž znám způsob měřeni přesnosti kruhové interpolace bez obrábění vzorků zařízením využívajícím přesného kruhového eta lonu.umístěného ve středu programované kružnice a’dráhového snímače uchyceného k vřetenu stroje pomocí zařízeni zajišťujícího při interpolaci jeho stálou radiální orientaci ke kruhovému etalonu. Signál z dráhového snímače odpovídající úchylce programované dráhy je po zpracováni v měřícím můstku přiváděn do sThere is also known a method for measuring the accuracy of circular interpolation without machining samples using a precision circular etalon device located at the center of a programmed circle and a path probe attached to the machine spindle by means of a device ensuring its constant radial orientation to the circular standard. The signal from the path sensor corresponding to the deviation of the programmed path is fed to the network after processing in the measuring bridge.

yelsynu odměřujícího úhlovou polohu dráhového snímače vůči kruhovému etalonu. Dva výstupní signály ze selsynu jsou přes fázové diskriminátory napojeny na vstupy souřadnicového zapisovače, který zaznamenává průběh úchylek interpolované dráhy. Podstatnou nevýhodou tohoto měřicího zařízeni je skutečnost,yelsyn measuring the angular position of the path sensor relative to the circular standard. Two output signals from selsyn are connected via phase discriminators to inputs of the coordinate recorder, which records the course of interpolated path deviations. The main disadvantage of this measuring device is

255 580 že přenos měřené úchylky je ze snímače veden na souřadnicový zapisovač přes další pomocné články jakp je odměřovací selsyn a fázové diskri minátory, které svou vlastni chybou ovlivňují přesnost měřeni celého zařízení. Navíc je toto zařízeni poměrně složité a vyžaduje pro svou kompletaci vývoj a výrobu, řady specielních elektronických obvodů.255 580 that the transmission of the measured deviation is transmitted from the sensor to the coordinate recorder through further auxiliary cells such as measuring selsyn and phase discriminators, which by their own error affect the measurement accuracy of the whole device. In addition, this device is relatively complex and requires the development and manufacture of a number of special electronic circuits to complete it.

Dalším známým měřicím systémem pro měřeni přesnosti kruhové interpolace je uspořádáni se dvěma laserovými interferenčními měřiči délek^odměřuj icimi průběh interpolované dráhy separátně ve dvou\kolmých souřadnicích. Měřeni dráhy obou souřadnic jsou průběžně zpracovávána připojeným počítačem, který vyhodnotí a případně graficky zaznamená úchylky mezi programovou a skutečnou dráhou. Tento měřící systém, který s ohledem na použitou měřici techniku má vynikaj ici přesnost, je však mimořádně složitý a z hlediska pořizovacích nákladů vysoce náročný. Rovněž jeho instalace na měřený stroj bude časově i prostorově velmi náročná, takže jeho využiti je prakticky omezeno na ověřováni vlastnosti velmi přesných strojů v laboratorních podmínkáchAnother known system for measuring the accuracy of circular interpolation is an arrangement with two laser interference meters measuring the course of the interpolated path separately in two orthogonal coordinates. The path measurements of both coordinates are continuously processed by the connected computer, which evaluates and graphically records deviations between the program path and the actual path. However, this measuring system, which has excellent accuracy with respect to the measuring technique used, is extremely complex and highly cost-intensive. Also its installation on the measured machine will be very time and space demanding, so its use is practically limited to testing the properties of very accurate machines in laboratory conditions

Výše uvedené nevýhody odstraňuje v podstatné míře zařízení pro měřeni přesnosti kruhové interpolace podle vynálezu_zvyznačující se tím, že dráhový snímač, uložený v osově přestavite Iné trubce v hlavici snímače, pružně uchycené planžetami k držáku, upevněném na posuvné liště, upnuté k hřídeli, k němuž je na opačném konci napojen ohebný hřídel, který je svým druhým koncem připevněný k ose, otočně uložené v konzole a upevněné na boční stěně zapisovače a opatřené talířem, na kterém je upevněn záznamový papír, jenž je ve styku s pisátkem zapisovače, napojeným přes měřici zesilovač na dráhový snímač, přičemž čep, opatřený vodicím ložiskem a uložený v průběžné drážce posuvné lišty, je svou válcovou části ve styku s příčným kolikem, umístěným v hlavici snímače.The above-mentioned disadvantages are substantially eliminated by the device for measuring the accuracy of the circular interpolation according to the invention _, characterized in that the displacement sensor placed in the axial displacement of the other tube in the sensor head is flexibly fixed by foils to which is connected at the other end by a flexible shaft which, at its other end, is attached to an axis, rotatably mounted in a bracket and fixed to the side wall of the recorder and provided with a plate on which recording paper is in contact with the recorder The amplifier for the travel sensor, the pin provided with the guide bearing and housed in the continuous groove of the slide bar, is in contact with its transverse pin located in the head of the travel sensor.

Zařízeni pro měřeni přesnosti kruhové interpolace na obráběcích strojích podle vynálezu je výhodné pro svou jednoduchou konstrukci, nenáročnou obsluhu a seřízeni. Instalace na měřený stroj je rychlá a jednoduchá, takže může být využíváno v běžných provozních podmínkách. Podstatnou výhodou je, že pro svou kompletaci nevyžaduje žádné specielní.elektronické obvody,The device for measuring the accuracy of circular interpolation on the machine tools according to the invention is advantageous for its simple construction, easy operation and adjustment. Installation on the machine to be measured is quick and simple, so it can be used under normal operating conditions. An essential advantage is that it does not require any special electronic circuits to complete it.

255 588 protože dráhový snímač, měřicí zesilovač a zapisovač jsou běžně dostupné a široce používané výrobky. Další výhodou zařízeni je jeho vysoká přesnost.255 588 because the path sensor, measuring amplifier and recorder are commonly available and widely used products. Another advantage of the device is its high accuracy.

Příkladné provedeni zařízení pro měření přesnosti kruhové interpolace na obráběcích strojích podle vynálezu je schémat icky znázorněno na připojených výkresech, kde na obr. 1 je celková dispozice měřicího zařízeni, na obr. 2 celkové půdorysné uspořádáni zařízeni, na obr. 3 je zobrazen řez snímacím zařízením a na obr. 4 jeho půdorysné uspořádáni.An exemplary embodiment of an apparatus for measuring the accuracy of circular interpolation on machine tools according to the invention is schematically shown in the accompanying drawings, in which Fig. 1 shows the overall layout of the measuring device; Fig. 2 shows the overall plan view of the device; and FIG. 4 shows a plan view thereof.

Na stole 1_ obráběcího stroje je upnuto těleso 3 snímacího zařízeni. Na tělese je upevněn kruhový etalon £, v němž je na ložiskách 5_, kolmo na plochu stolu 1, otočně uložen hřídel 6, na jehož horní osazenou unášecí část je šroubem £ upnuta posuvná lišta £. Na vnějším konci lišty £ je uchycen držák 9, ke kterému je přes přimovod, tvořený planžetami 10, pružně uchycena hlavice 11 snímače. Hlavice 11 snímače je na zadní části opatřena kleštinou 12, na niž je otočně uložena přesuvná matice 13, obepínající trubku 14, která je uložena ve hlavici 11 snímače. V trubce 14 je upevněn dráhový snímač 1 5. Hlavice 1 1 snímače je v přední části opatřena příčným kolikem 16, který je ve styku s válcovou části 29 čepu 17 upevněného ve vřetení £ stroje. Čep 17 je uložen ve vodicím ložisku 18, které je pohyblivě uloženo v průběžné drážce vytvořené v posuvné liště £. Na spodní část hřídele £ snímacího zařízeni je připevněn jeden konec ohebného hřídele 19, jehož druhý konec je připojen k ose 20 otočně uložené v konzole 21 upevněné na boční stěnu zapisovače 22. Osa 20 je spojena s talířem 23, na kterém je upevněn záznamový papír 24. Pisátko 25 je uloženo v nosiči 26, který je připojen k vozíku 27 zapisovače 22. Dráhový snímač 15 je připojen na vstup měřícího zesilovače 28, jehož výstup je pnopojen se vstupem zapisovače 22.The sensor body 3 is clamped on the machine tool table 1. A circular standard 6 is mounted on the body, in which a shaft 6 is rotatably mounted on the bearings 5 perpendicular to the surface of the table 1, on whose upper mounted driving part a screw 8 is clamped by a screw 8. At the outer end of the bar 8, a holder 9 is attached, to which the sensor head 11 is elastically attached via a conduit formed by the blades 10. The sensor head 11 is provided at the rear with a collet 12 on which is mounted a pivot nut 13 wrapping a tube 14 which is received in the sensor head 11. A track sensor 15 is mounted in the tube 14. The sensor head 11 is provided in the front part with a transverse pin 16 which is in contact with the cylindrical part 29 of the pin 17 fixed in the machine spindle 6. The pin 17 is mounted in a guide bearing 18 which is movably mounted in a continuous groove formed in the slide bar 6. One end of the flexible shaft 19 is attached to the lower portion of the sensor device shaft, the other end of which is connected to an axis 20 rotatably mounted in a bracket 21 fixed to the side wall of the recorder 22. The axis 20 is connected to a plate 23 on which the recording paper 24 is mounted The pen 25 is housed in a carrier 26 which is connected to the carriage 27 of the recorder 22. The path sensor 15 is connected to the input of the measuring amplifier 28, the output of which is coupled to the input of the recorder 22.

Snímací zařízeni se před počátkem měření ustaví do středu interpolované kružnice. Při měřeném relativním pohybu vřetena £ vůči stolu 1 obráběcího stroje po kruhové dráze se působením vodícího ložiska 18 na posuvnou lištu £ tato natáčí do směru interpolo v aného poloměru, takže dráhový snímač 15 zaujímáThe sensing device is centered on the interpolated circle before the measurement begins. When the relative movement of the spindle 4 relative to the machine tool table 1 on a circular path is measured, the sliding bar 4 rotates in the direction of the interpolar radius by the guide bearing 18 so that the path sensor 15 assumes

I vůči kruhovému etalonu £ neustále radiální polohu a snimá radiální úchylky interpolované dráhy vůči tvaru kruhového etalonu £, které jsou po zpracováni v měřicím zesilovači 28 převáděny na zdvih pisátka 25 zapisovače 22. Na záznamovém papíře 24 se zaznamenávají úchylky interpolované dráhy,, ve zvětšeni nastavitelném na měřícím zesilpvači 28, které mají odpovídající radiální orientaci, protože otáčivý pohyb posuvné lišty 8 je přes hřídel 6 a ohebný hřídel 19 převáděn na otáčivý synchronní pohyb talíře 23. Rozsah měřených průměrů interpolovaných kružnic je nastavitelný přislušným radiálním přesunutím posuvné lišty 8 v unášeci části hřídele £ a odpovídajícím přestavenim trubky 14 s dráhovým snímačem 15 v kleštině 12 hlavice 11 snímače.The radial position and the radial deviations of the interpolated path relative to the shape of the circular standard 6, which, after being processed in the measuring amplifier 28, are converted into the stroke of the pen 25 of the recorder 22. on a measuring amplifier 28 having a corresponding radial orientation, since the rotational movement of the sliding bar 8 is converted via the shaft 6 and the flexible shaft 19 into a rotational synchronous movement of the plate 23. The range of measured diameters of interpolated circles is adjustable. 6 and a corresponding adjustment of the tube 14 with the displacement sensor 15 in the collet 12 of the sensor head 11.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Apparatus for measuring the cross-section interpolation on machine tools with continuous numerical control with a circular standard and a permanently radially oriented path sensor detecting the course of path deviations on the recorder, characterized in that the path sensor (15) housed in an axially adjustable tube (14) in the sensor head (11), resiliently fastened by blades (10) to the holder (9), mounted on a sliding bar (8), clamped to the shaft (6), to which the flexible shaft (19) is connected at its opposite end; the other end attached to the axis (20) rotatably mounted in the bracket (21) and mounted on the side wall of the recorder (22) and provided with a plate ΙΐΖΙ on which the recording paper (24) is in contact with the recorder (25) (22), connected via a measuring amplifier (28) to the path sensor (15), the pin (17) provided with a guide bearing (18) and mounted in a continuous slot The sliding bar (8) is in contact with its cylindrical part (29) with a transverse pin (16) located in the sensor head (11).