С внедрением системы программного управления станками значительно повышается точность, повторяемость, экономичность и удобство работы оператора. Это особенно хорошо подтверждается при рассмотрении работы цифровых измерительных систем, используемых в производстве при инспекции и подготовке исходных данных. Применение измерительных систем станков с ЧПУ совместно с электронными отсчетными показывающими устройствами открыло новые экономически оправданные возможности в области контроля, увеличивающие эффективность измерений и улучшающие его технологию.ений.
Электронные отсчетные устройства для станков
В настоящее время разработаны измерительные системы, основанные на принципах ЧПУ, которые обеспечивают смещение начала отсчета и позволяют получать отсчеты перемещений по нескольким осям в цифровой форме на общем табло. Такие системы можно использовать с различными станками, в том числе и с тяжелыми.
На западе наиболее распространены измерительные системы фирм Ferranti (растровые) и Farrand (индуктосины). Эти системы позволяют устанавливать начало отсчета в любом положении и вручную вводить смещение нуля. Электронные счетчики - реверсивные, отсчет перемещений показывается на табло с помощью освещенных цифр. Табло может устанавливаться в удобном для оператора положении. Электронные отсчетные показывающие устройства (визуализаторы), устанавливаемые на продукционных станках, имеют разрешающую способность 0,0001 in (0,0025 мм). Выпускаются системы и с более высокой разрешающей способностью порядка 1 мкм. Суммарная точность измерений зависит от качества и ортогональности (взаимной перпендикулярности и прямолинейности перемещений) кареток станка.
Значительное внимание было уделено разработке систем в виде отдельных блоков, которые можно было бы устанавливать на обычных станках без каких-либо изменений в конструкции. В Великобритании и США наблюдается спрос на такие измерительные системы, которые устанавливают на станках различных моделей, особенно на тяжелых горизонтально-расточных и фрезерных станках. Визуализаторы устанавливают также на тяжелых токарных и карусельных станках. Обычные токарные станки, как ни странно, не снабжены измерительными средствами, особенно для контроля диаметра, и токарь для проверки точности обработки должен пользоваться микрометром или скобой.
Система «Digiturn», разработанная фирмой Ferranti (рис. 1), предназначена специально для токарных станков. При ее установке на обычном центровом токарном станке достигается повышение производительности труда на 20%, а расходы при обработке деталей партиями до 8 шт. и при использовании предварительно установленного на размер инструмента могут быть сокращены почти на 40%. В комплект измерительной системы входит блок электронного счетчика с показывающим табло и два датчика, измеряющих продольные и поперечные перемещения исполнительных органов станка (суппорта и поперечных салазок). Перемещения показываются на цифровом табло в десятичной форме. Нулевое положение при отсчете продольных перемещений может быть выбрано в любом месте. Перемещения радиального датчика используются для измерения диаметра. С помощью специального переключателя показания, соответствующие величине диаметра на табло, устанавливаются равными некоторому исходному диаметру на станке. Если используют оснастку и инструмент, предварительно установленные на размер, при последующей работе не требуется настраивать их на диаметр. При этом обработка может быть выполнена рабочим невысокой квалификации. Во время работы токарь руководствуется напечатанными инструкциями, содержащими данные о длинах и диаметрах переходов обрабатываемых деталей. Измерительная система «Digiturn» используется при несложной программе обработки, в которой последовательно, строчка за строчкой, содержатся указания для токаря по выбору соответствующего режущего инструмента, скорости шпинделя, подачи, направления перемещения, длины прохода или диаметра, а также различные дополнительные инструкции по работе станка.
Рис. 1. Тяжелый горизонтально-расточный станок с трехкоординатным визуализатором фирмы Ferranti
Дальнейшим шагом в развитии цифровых измерительных систем является создание компактных датчиков линейных перемещений, которые могли бы найти широкое применение на таких станках, как круглошлифовальные и универсально-фрезерные. Внедрение таких систем позволит повысить точность, повторяемость и производительность обработки в индивидуальном производстве.
На базе растровых решеток и индуктосинов выпускаются круговые измерительные системы, позволяющие получить отсчет угла поворота в градусах, минутах и секундах. Предлагаемые фирмами круговые измерительные шкалы имеют разрешающую способность от 1 до 3” и точность от 2 до 6”. На некоторых крупногабарит- ных установках применены точные шкалы из нержавеющей стали, работающие по принципу отражения. Такая система была установлена фирмой Ferranti совместно с Национальным исследовательским центром в г. Оттава (Канада) на зубошлифовальном станке MAAG. Угловая точность системы выше 1”. Электронные устройства, использованные в этой измерительной системе, обеспечивают возможность производить деление на станке в автоматическом режиме.
В связи с переходом промышленности Великобритании на метрическую систему измерений, появилась необходимость на время перехода от одной системы к другой в измерительных средствах, позволяющих получать отсчеты в обеих системах. Некоторые компании выпускают измерительные устройства, которые поворотом переключателя изменяют систему отсчета. В этих устройствах использованы различные принципы: сдвоенные отсчетные устройства, работающие по параллельным шкалам, линейные измерительные системы с двумя съемниками или электронные умножители. По общему мнению, гибкость, обеспечиваемая такими электронными цифровыми отсчетными системами, сыграет значительную роль в успешном выполнении программы перехода на метрическую систему измерений.
