приспособление для калибровки режущего инструмента

Формула изобретения

Приспособление для калибровки режущего инструмента, содержащее датчик положения режущего инструмента в системе координат станка, имеющий электронную схему, отличающееся тем, что датчик выполнен в виде не менее двух взаимно перпендикулярных роликов, каждый из которых размещен на двух парах опор, жестко закрепленных на основании, имеющем базовые плоскости, и обеспечивающих электрический контакт с роликами, при этом схема предназначена для регистрации наличия электрического контакта роликов с кромками режущего инструмента или наличия каждого из контактов роликов с опорами, причем ролики выполнены подпружиненными в направлении одной из координатных осей с возможностью отхода от одной или нескольких опор.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области станкостроения, касается устройств для калибровки режущего инструмента и может быть использовано в качестве устройства, определяющего геометрическое положение режущего инструмента (его режущей кромки) по отношению к системе координат станка как в процессе, так и в промежутках обработки, в том числе учитывающего износ режущего инструмента. Приспособление позволяет, например, определить параметры фасонной фрезы - диаметр ее сферический или цилиндрической части, радиуса скругления режущих кромок и направления оси фрезы, т.е. приспособление позволяет производить оперативную калибровку фрезы в процессе изготовления детали на технологическом модуле (ТМ).

Известно устройство привязки инструмента к системе координат станка, содержащее резец, установленный в суппорте станка, контактный щуп, блок перемещения суппорта и измерительную систему, содержащую преобразователь перемещения суппорта и устройств цифровой индикации (см. а.с. СССР 1252061 по кл. МПК В 23 В 25/06).

Устройство не позволяет осуществлять привязку вращающего инструмента, например фрезы.

Известно также устройство для коррекции точности статической настройки в исходном положении резца на токарном станке. Оно состоит из двух индуктивных датчиков, неподвижно закрепленных на кронштейне, выполненном в виде салазок и гидравлического цилиндра, перемещающего кронштейн с датчиками в осевом направлении (см. Применение адаптивных систем на станках с программным управлением. - М.: НИИМаш, 1974, с.27-29).

Недостатком устройства является то, что оно имеет недостаточные функциональные возможности, т. к. не предназначено для настройки вращающегося инструмента.

Наиболее близким к предлагаемому решению является приспособление для калибровки режущего инструмента, содержащее датчик положения режущего инструмента в системе координат станка, имеющий электронную схему (см. SU 659289, В 23 В 25/06, 1979).

Однако данное устройство позволяет устанавливать инструмент только по двум координатам, а также не учитывает реальное крепление инструмента в шпинделе и его биения относительно реальной оси вращения при обработке, что снижает точность калибровки.

Задачей настоящего технического решения является повышение точности и расширение функциональных возможностей приспособления за счет обеспечения многокоординатной калибровки режущего инструмента, в том числе и вращающегося.

Поставленная задача решается тем, что в приспособлении для калибровки режущего инструмента, содержащем датчик положения режущего инструмента в системе координат станка, имеющий электронную схему, согласно изобретению датчик выполнен в виде не менее двух взаимно-перпендикулярных роликов, каждый из которых размещен на двух парах опор, жестко закрепленных на основании, имеющем базовые плоскости, и обеспечивающих электрический контакт с роликами, при этом схема предназначена для регистрации наличия электрического контакта роликов с кромками режущего инструмента или наличия каждого из контактов роликов с опорами, причем ролики выполнены подпружиненными в направлении одной из координатных осей с возможностью отхода от одной или нескольких опор.

Техническое решение поясняется чертежом, на котором показано предлагаемое приспособление, где 1, 2, 3 - ролики; 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 - опоры роликов, выполняющие функцию электрических контактов (далее контакты); 16, 17, 18 - пружины; 19, 20, 21 - регулировочные винты пружин; 22 - режущий инструмент; 23 - основание с тремя взаимно перпендикулярными базовыми плоскостями; 24 - электрический провод, соединяющий контакты и электронную схему для регистрации наличия или пропадания каждого из контактов (схема не показана на чертеже).

Приспособление состоит из трех роликов 1-3, расположенных на основании 23. Основание содержит взаимно перпендикулярные прецизионно изготовленные базовые плоскости. Положение роликов 1-3 однозначно определено по отношению к основанию с помощью попарных опор, жестко закрепленных на основании. Ролики 1 и 3 параллельны друг другу и расположены перпендикулярно ролику 2. Каждый ролик поджимается пружиной соответственно 16, 17, 18 к двум парам контактов 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, при этом ролик 2 поджимается пружиной 17 в направлении "+Z" (в системе координат, показанной на чертеже), ролик 3 поджимается пружиной 18 в направлении "+Х", а ролик 1 - пружиной 16 в направлении "-X". Пружины 16 -18 снабжены винтами 19 - 21 для регулировки усилия прижима роликов к парам опор - электрических контактов 4 -15. Последние соединены проводом 24 в электрическую цепь для подключения к электронной схеме для регистрации наличия или пропадания каждого из контактов, например к электрическому датчику ТМ.

Принцип работы заключается в следующем. Приспособление обеспечивает регистрацию касания цилиндрических поверхностей роликов 1, 2, 3 режущим инструментом 7 (или щупом). В момент касания ролика режущей кромкой инструмента 7 происходит либо отрыв ролика от одного или более контакта 4-15, при этом возникает электрический контакт между режущей кромкой инструмента и поверхностью ролика, либо нарушается электрическая цепь, замкнутая через электрический датчик ТМ. После отхода инструмента от ролика пружина 16, 17 или 18 обеспечивает возврат ролика в прежнее положение. Конструкция приспособления обеспечивает целостность режущей кромки инструмента после проведения его калибровки за счет легкого отхода роликов от контактов в случае несрабатывания токового касания. Регулировка чувствительности к касанию производится с помощью винтов 19, 20, 21. Приспособление устанавливается на специальной стойке в центре рабочей зоны ТМ и подключается к электрическому датчику касания ТМ. Процесс калибровки режущего инструмента осуществляется с помощью специального программного обеспечения (ПО), входящего в состав ТМ. В момент касания ролика режущей кромкой инструмента 22 ПО определяет и запоминает координаты данного положения режущего инструмента. Сначала производится базирование приспособления щупом, т.е. определение его положения в рабочей зоне ТМ. Для калибровки режущего инструмента производятся касания цилиндрических поверхностей роликов в нескольких местах в направлениях, противоположных направлениям прижима роликов соответствующими пружинами. После сбора точек производится расчет и определение параметров режущего инструмента: для сферической фрезы - диаметра и центра, для цилиндрической фрезы - диаметра, радиуса скругления, направления оси и точки пересечения оси фрезы с ее нижним торцом. ПО позволяет также производить калибровку самого приспособления для уточнения параметров роликов 1-3 и их расположения по отношению друг к другу и к базовой плоскости 23.