Метод і прилади підвищення точності технологічного обладнання з числовим програмним керуванням при виготовленні деталей приладів

Аннотация

Плотников А.А. Метод и приборы повышения точности технологического оборудования с ЧПУ при изготовлении деталей приборов. - Рукопись. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.11.14 - “Технология приборостроения” - Национальный технический университет Украины “Киевский политехнический институт”, Киев, 2006.

Диссертация посвящена разработке метода и приборов аттестации и внесения коррекций на координатные перемещения рабочих органов технологического оборудования с ЧПУ с целью повышения точности и производительности изготовления деталей приборов.

В работе проанализированы теоретические предпосылки и определены возможности получения высокой точности и производительности механической обработки в условиях существующего (в том числе и изношенного) парка оборудования на приборостроительных предприятиях Украины.

Анализ погрешностей металлорежущего оборудования с ЧПУ и методик их измерения показал, что большинство из существующих методик точностных испытаний станков имеют дискретный характер (измеряются лишь в “идеализированных” условиях, т.е. определяются лишь отдельные составляющие общей погрешности и кроме этого лишь в определенных положениях рабочего органа станка, а потом эти величины экстраполируются на все рабочее пространство станка); это приводит к недооценке ресурса механической системы станка и ускорению ремонтно-профилактических работ.

При проведении исследований на оборудовании с ЧПУ, было выявлено, что в зависимости от направления движения по координате, систематическая составляющая погрешности позиционирования почти всегда отличается по величине, т.е. движение из точки “А” в точку “В” не равнозначно движению из точки “В” в точку “А”, что обусловливается разной степенью износа системы приводов по направлениям координат, схемой компоновки кинематической системы станка и т.п. Эти исследования довели, что за счет использования принципов зонной точности можно сделать предварительную наладку станка более точной и управлять расположением поля рассеяния погрешности.

Разработан и научно обоснован новый метод экспресса-аттестации технологического оборудования с ЧПУ со значительным срабатыванием технологического ресурса, который позволяет при довольно простых аппаратных решениях получить полную картину распределения погрешностей координатной системы станка с необходимой точностью и вычислить величины коррекций на эти погрешности, что позволяет удержать показатели точности обработки в пределах паспортных данных этих станков.

Впервые для фрезерных станков с ЧПУ предложен новый метод повышения точности на теоретических положениях “зонной точности”. Разработана новая методика измерения погрешностей координатных перемещений и внесения коррекции в программу управления станком, которые направлены на повышение точности изготовления деталей приборов.

Для предложенного и исследованного метода повышения точности разработаны математическая модель на основе положений математического аппарата теории поля и алгоритмы управления всей системой станка, которые позволяют составлять конкретные программы управления для любого фрезерного станка с ЧПУ.

Для практической реализации предложенного метода разработаны конструкции приборов, на которые получены декларационные патенты Украины.

Для проведения экспериментальных исследований на ОАО НПК “Завод автоматики им. Г.И.Петровского” (г. Киев) была изготовлена линейка приборов с условным наименованием “Градиентомер”, различающихся конструкцией электронной части приборов (с внешней системой касания, с встроенным генератором электромагнитного поля, с встроенной системой касания).

Проведены исследовательские работы в производственных (заводских) условиях по испытанию работоспособности разработанных приборов и предложенной методики учета погрешностей координатной системы станка в программе управления станка. Испытания показали работоспособность разработанных приборов контроля точности позиционирования и методики внесения коррекций в программу управления и приняты ОАО НПК “Завод автоматики им. Г.И.Петровского” (г. Киев) к внедрению.

Предложенные методики внесения коррекций в программу управления позволили уменьшить среднее отклонение полученных размеров с 60-150 мкм до 2-4 мкм, а размах отклонения - с 110-125 до 50 мкм.

Ключевые слова: система контроля касания, чувствительный элемент, измерительная база, датчик касания, измерительная головка, числовое программное управление, зонная точность.

Annotation

Plotnikov A.A. - The method and devices of an accuracy enhancement of the processing equipment with CNC during devices details manufacture. - Manuscript.

Thesis for a candidate of science degree by speciality 05.11.14 - The technology of instrument-making. - The National Technical university of Ukraine "Kyiv Polytechnic Institute", Kyiv, 2006.

The thesis is devoted to development of a certification method and devices and importation of corrections on coordinate transitions of the processing equipment tools with CNC for the purpose of accuracy enhancement and efficiency of devices details manufacture.

The theoretical premises were studied. The possibilities of high accuracy obtaining and achievement of efficiency of machining using existing (including worn out) equipment at the instrument-making factories of Ukraine have been defined.

The new method of a raise of accuracy on theoretical positions of zone melting is offered to for the first time for horizontal milling machines with CNC. The new measuring technique of coordinated movement inaccuracies and correction importation in working machine control program which is raise an accuracy of manufacture devices details manufacture have been developed.

The mathematical model and control algorithms of all working machine system which allows making concrete controls programs for any horizontal milling machine with a CNC have been obtained for the offered and investigated method of accuracy enhancement.

The obtained results in efficiency of developed devices and in offered procedure of the registration of coordinate system inaccuracies in working machine control program were tested under working conditions.

The experiments have shown efficiency of developed positioning accuracy control devices and a procedure of corrections importation in control program. The experimental results were applied in industry (Petrovsky's plant of automation).

Keywords: monitoring system of a tangency, sensor, gauge length, touch sensitive tool, detecting head, numerical program control, and zone accuracy.

Размещено на Allbest.ru