×
20.02.2013
216.012.2662

Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО СТАБИЛИЗАЦИИ РЕЖИМА РЕЗАНИЯ ПРИ ТОКАРНОЙ ОРАБОТКЕ ДЕТАЛЕЙ НА ОБОРУДОВАНИИ С ЧПУ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области станкостроения, в частности к системам контроля и управления точностью обработки деталей. Устройство стабилизации режима резания при токарной обработке деталей на оборудовании с ЧПУ содержит резцедержательный блок с электродвигателем и исполнительные механизмы, два тепловых реле, два электроклапана, датчик перемещения, микроконтроллер семейства Pic, компьютер и рабочий цилиндр. В рабочих камерах цилиндра размещены пластины белого олова, а поршень цилиндра жестко связан с электродвигателем и резцедержательным блоком, соединенными между собой. Выход Rb0 микроконтроллера соединен с входом электродвигателя, выход Rb1 микроконтроллера соединен с входом первого теплового реле, выход Rb2 микроконтроллера соединен с входом первого электроклапана, вход Rb3 микроконтроллера соединен с выходом датчика перемещения, выход Rb4 микроконтроллера соединен с входом второго электроклапана, выход Rb5 микроконтроллера соединен с входом второго теплового реле, выход Rb6 микроконтроллера соединен с входами исполнительных механизмов, а выход Rb7 микроконтроллера соединен с входом компьютера. Обеспечивается повышение качества обрабатываемых поверхностей за счет стабилизация режима резания. 4 ил.
Основные результаты: Устройство стабилизации режима резания при токарной обработке деталей на оборудовании с ЧПУ, содержащее резцедержательный блок, электродвигатель и исполнительные механизмы, отличающееся тем, что оно снабжено двумя тепловыми реле, двумя электроклапанами, датчиком перемещения, микроконтроллером семейства Pic с выходами Rb0, Rb1, Rb2, Rb4, Rb5, Rb6, Rb7 и входом Rb3, компьютером и рабочим цилиндром, состоящим из двух воздушных камер с пластинами белого олова и поршня, жестко связанного с электродвигателем и резцедержательным блоком, соединенными между собой, при этом выход Rb0 соединен с входом электродвигателя, выход Rbl соединен с входом первого теплового реле, выход Rb2 соединен с входом первого электроклапана, вход Rb3 соединен с выходом датчика перемещения, выход Rb4 соединен с входом второго электроклапана, выход Rb5 соединен с входом второго теплового реле, выход Rb6 соединен с входами исполнительных механизмов, а выход Rb7 соединен с входом компьютера.

Изобретение относится к области станкостроения, в частности к системам контроля и управления точностью обработки деталей на оборудовании с ЧПУ.

Известно устройство обработки деталей на оборудовании с ЧПУ, содержащее деталь, резец, резцедержатель, датчик силы резания, операционный усилитель, резистор, коммутатор, микроконтроллер, компьютер и устройство удаления пыли и стружки [Патент РФ №2309034, кл. B23Q 11/02, 2006 (аналог)].

Недостаток этого устройства заключается в том, что при обработке детали происходит нагрев резца и обрабатываемой поверхности, в следствии чего появляются шероховатости и неровности на поверхности детали.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство управления точностью обработки деталей, содержащее деталь, резец, резцедержательный блок, силометрический датчик, исполнительные механизмы с ЧПУ, операционный усилитель, резистор, микроконтроллер, компьютер и аналого-цифровой преобразователь [Патент РФ №2379169, кл. B23Q 15/00, 2006 (прототип)].

Недостаток этого устройства заключается в том, что перерасчет режима резания происходит только при изменении силы резания, а остальные возмущающие воздействия, действующие на технологическую систему: станок, приспособление, инструмент, деталь (СПИД) не учитываются, за счет этого снижается точность обработки деталей.

Технической задачей изобретения является повышение качества обрабатываемых поверхностей на оборудовании с ЧПУ, стабилизация режима резания при токарной обработке и уменьшение энергетических затрат при работе устройства.

Поставленная задача решается тем, что в устройство, содержащее деталь, резец, резцедержательный блок, исполнительные механизмы, компьютер, микроконтроллер семейства Pic введены поршень, рабочий цилиндр, электродвигатель, два электроклапана, два тепловых реле, датчик перемещения, две пластины белого олова. Выход микроконтроллера Rb0 соединен с входом электродвигателя, выход микроконтроллера Rb1 соединен с входом первого теплового реле, выход микроконтроллера Rb2 соединен с входом первого электроклапана, вход микроконтроллера Rb3 соединен с выходом датчика перемещения, выход микроконтроллера Rb4 соединен с входом второго электроклапана, выход микроконтроллера Rb5 соединен с входом второго теплового реле, выход микроконтроллера Rb6 соединен с входами исполнительных механизмов, которые воздействуют на резцедержательный блок, выход микроконтроллера Rb7 соединен с входом компьютера. Рабочий цилиндр жестко связан с электродвигателем и резцедержательным блоком. Использование таких связей в устройстве позволит повысить качество обрабатываемых поверхностей на оборудовании с ЧПУ, стабилизировать режим резания при токарной обработке деталей и уменьшить энергетические затраты при работе устройства.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на Фиг.1 приведена схема устройства стабилизации процесса резания при токарной обработке деталей на оборудовании с ЧПУ, на Фиг.2, 3 и 4 приведены схемы рабочих цилиндров устройства стабилизации процесса резания при токарной обработке деталей на оборудовании с ЧПУ.

Устройство стабилизации режима резания при токарной обработке деталей на оборудовании с ЧПУ содержит деталь 1, резец 2, исполнительные механизмы 4, два тепловых реле 7.1 и 7.2, два электроклапана 9.1 и 9.2, датчик перемещения 11, микроконтроллер 12 семейства Pic (порты Rb0, Rb1, Rb2, Rb4, Rb5, Rb6, Rb7 которого настроены на выход, а порт Rb3 настроен на вход), компьютер 13 и рабочий цилиндр 14, состоящий из двух воздушных камер 8.1 и 8.2, двух пластин белого олова 6.1 и 6.2 и поршня 10, жестко связанного с электродвигателем 5 и резцедержательным блоком 3.

Связи в устройстве стабилизации режима резания при токарной обработке деталей на оборудовании с ЧПУ расположены в следующем порядке: выход микроконтроллера 12 Rb0 соединен с входом электродвигателя 5, выход микроконтроллера 12 Rb1 соединен с входом первого теплового реле 7.1, выход микроконтроллера 12 Rb2 соединен с входом первого электроклапана 9.1, вход микроконтроллера 12 Rb3 соединен с выходом датчика перемещения 11, выход микроконтроллера 12 Rb4 соединен с входом второго электроклапана 9.2, выход микроконтроллера 12 Rb5 соединен с входом второго теплового реле 7.2, выход микроконтроллера 12 Rb6 соединен с входами исполнительных механизмов 4, которые воздействуют на резцедержательный блок 3, выход микроконтроллера 12 Rb7 соединен с входом компьютера 13. Рабочий цилиндр 14 жестко связан с электродвигателем 5 и резцедержательным блоком 3. Использование этих связей в устройстве позволит повысить качество обрабатываемых поверхностей на оборудовании с ЧПУ, стабилизировать режим резания при токарной обработке деталей и уменьшить энергетические затраты при работе устройства.

Устройство стабилизации процесса обработки деталей на оборудовании с ЧПУ работает следующим образом. До начала обработки детали с порта Rb0 микроконтроллера 12 на электродвигатель 5 поступает сигнал, и электродвигатель 5 подводит поршень 9 в положение 1, при котором равны расстояния N1=N2 (Фиг.2). После этого открываются два электроклапана 9.1 и 9.2, чтобы воздух попал в воздушные камеры 8.1 и 8.2. Затем электроклапаны 8.1 и 8.2 закрываются, и с портов Rb1 и Rb5 микроконтроллера 12 поступает сигнал на тепловые реле 7.1 и 7.2, которые нагревают пластины белого олова 6.1 и 6.2, находящееся внутри рабочего цилиндра 14. При нагреве пластин белого олова 6.1 и 6.2 на 13.2°С происходит их расширение на 27% (анизотропический эффект), что увеличивает давление P1 и Р2 в воздушных камерах 8.1 и 8.2, тем самым создавая высокое давление с обеих сторон поршня 10, что позволяет возвращать его в положение 1 при любых отклонениях как в положительную сторону (ΔN+, 2 положение поршня 9)(Фиг.3), так и в отрицательную сторону (ΔN-, 3 положение поршня 9) (Фиг.4). С момента процесса обработки детали 1 появляются возмущающие воздействия, которые могут переместить резец 2 как в положительную сторону ΔN+, так и в отрицательную ΔN- (Фиг.3 и 4).

При перемещении резца на величину ΔN+ в рабочем цилиндре происходит перемещение поршня из положения 1 в положение 2, при этом равенство давлений в воздушных камерах 8.1 и 8.2 нарушается Р1≠Р2. Давление в камере 8.1 Р1 увеличивается, а давление в камере 8.2 Р2 уменьшается, при этом вакуум в камере 8.2 стремится вернуть поршень из положения 2 в положение 1 до равенства величин давлений в камерах 8.1 и 8.2 (Р12).

С целью увеличения скорости перемещения поршня из положения 2 в положение 1 давление в воздушных камерах нагнетается с помощью нагрева и дальнейшего увеличения объема пластин белого олова.

При перемещении резца на величину ΔN- в рабочем цилиндре происходит перемещение поршня из положения 1 в положение 3, при этом равенство давлений в воздушных камерах 8.1 и 8.2 нарушается P1≠P2. Давление в камере 8.1 P1 уменьшается, а давление в камере 8.2 Р2 увеличивается, при этом вакуум в камере 8.1 стремится вернуть поршень из положения 3 в положение 1 до равенства величин давлений в камерах 8.1 и 8.2 (Р12).

С целью увеличения скорости перемещения поршня из положения 3 в положение 1, давление в воздушных камерах нагнетается с помощью нагрева и дальнейшего увеличения объема пластин белого олова.

Таким образом, предлагаемое устройство стабилизации процесса резания при токарной обработке деталей на оборудовании с ЧПУ позволяет повысить качество обрабатываемых поверхностей деталей и уменьшить энергетические затраты.

Устройство стабилизации режима резания при токарной обработке деталей на оборудовании с ЧПУ, содержащее резцедержательный блок, электродвигатель и исполнительные механизмы, отличающееся тем, что оно снабжено двумя тепловыми реле, двумя электроклапанами, датчиком перемещения, микроконтроллером семейства Pic с выходами Rb0, Rb1, Rb2, Rb4, Rb5, Rb6, Rb7 и входом Rb3, компьютером и рабочим цилиндром, состоящим из двух воздушных камер с пластинами белого олова и поршня, жестко связанного с электродвигателем и резцедержательным блоком, соединенными между собой, при этом выход Rb0 соединен с входом электродвигателя, выход Rbl соединен с входом первого теплового реле, выход Rb2 соединен с входом первого электроклапана, вход Rb3 соединен с выходом датчика перемещения, выход Rb4 соединен с входом второго электроклапана, выход Rb5 соединен с входом второго теплового реле, выход Rb6 соединен с входами исполнительных механизмов, а выход Rb7 соединен с входом компьютера.
УСТРОЙСТВО СТАБИЛИЗАЦИИ РЕЖИМА РЕЗАНИЯ ПРИ ТОКАРНОЙ ОРАБОТКЕ ДЕТАЛЕЙ НА ОБОРУДОВАНИИ С ЧПУ
УСТРОЙСТВО СТАБИЛИЗАЦИИ РЕЖИМА РЕЗАНИЯ ПРИ ТОКАРНОЙ ОРАБОТКЕ ДЕТАЛЕЙ НА ОБОРУДОВАНИИ С ЧПУ
УСТРОЙСТВО СТАБИЛИЗАЦИИ РЕЖИМА РЕЗАНИЯ ПРИ ТОКАРНОЙ ОРАБОТКЕ ДЕТАЛЕЙ НА ОБОРУДОВАНИИ С ЧПУ
УСТРОЙСТВО СТАБИЛИЗАЦИИ РЕЖИМА РЕЗАНИЯ ПРИ ТОКАРНОЙ ОРАБОТКЕ ДЕТАЛЕЙ НА ОБОРУДОВАНИИ С ЧПУ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 12.
10.07.2013
№216.012.538d

Способ и устройство охлаждения режущего инструмента для повышения точности при обработке деталей на оборудовании с чпу

Способ включает определение температуры в зоне резания. Для повышения точности обработки при охлаждении используют термоэлемент, выполненный в виде пластины, которую размещают в державке резца и соединяют с генератором постоянного тока. При этом в качестве устройства для определения температуры...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486992
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.10.2013
№216.012.7457

Измеритель параметров многоэлементных пассивных двухполюсников

Изобретение относится к измерительной технике и, в частности, к области измерения параметров объектов, имеющих схемы замещения в виде многоэлементных пассивных двухполюсников. Измеритель параметров многоэлементных пассивных двухполюсников содержит генератор импульсов напряжения, имеющий форму...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495440
Дата охранного документа: 10.10.2013
20.11.2013
№216.012.8339

Измеритель параметров двухполюсных rlc цепей

Изобретение относится к измерительной технике и, в частности, к области измерения параметров объектов, имеющих схемы замещения в виде многоэлементных пассивных двухполюсников. Технический результат заключается в повышении точности определения параметров объектов измерения в измерителе с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499269
Дата охранного документа: 20.11.2013
10.03.2014
№216.012.aa4c

Мостовой измеритель параметров пассивных многоэлементных rlc двухполюсников

Изобретение относится к измерительной технике и, в частности, к области измерения параметров объектов, имеющих схемы замещения в виде многоэлементных пассивных двухполюсников. Устройство содержит генератор напряжения n-й степени, измерительный мост, дифференциальный усилитель, устройство...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509311
Дата охранного документа: 10.03.2014
27.04.2015
№216.013.4783

Устройство для управления охлаждением изделия в процессе прокатки

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для автоматизации охлаждения изделий в прокатном стане с использованием термоэлектричества. Устройство содержит устанавливаемые над дымовыми трубами термоэлектрические секции, которые соединены по токопроводам через аккумулятор и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002549811
Дата охранного документа: 27.04.2015
27.06.2015
№216.013.5866

Система гелиотеплохладоснабжения

Изобретение предназначено для поддержания комфортных параметров воздуха в малоэтажных зданиях, преимущественно на животноводческих фермах. Система гелиотеплохладоснабжения содержит южный, выполненный из поглощающего солнечную радиацию материала, и северный воздухопроводы, расположенные на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554171
Дата охранного документа: 27.06.2015
10.07.2015
№216.013.60b8

Измеритель параметров многоэлементных rlc-двухполюсников

Изобретение относится к измерительной технике. В состав измерителя входит генератор импульсов напряжения, изменяющегося по закону n-й степени, n последовательно включенных дифференциаторов на операционном усилителе каждый, многоэлементный двухполюсник объекта измерения, дифференциальный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556301
Дата охранного документа: 10.07.2015
20.02.2016
№216.014.cf46

Измеритель параметров многоэлементных пассивных двухполюсников

Изобретение относится к измерительной технике и, в частности, к технике измерения параметров объектов в виде пассивных двухполюсников, имеющих многоэлементную схему замещения. В устройство, которое содержит генератор прямоугольных импульсов напряжения, n последовательно включенных инвертирующих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002575765
Дата охранного документа: 20.02.2016
10.06.2016
№216.015.463f

Способ и устройство управления охлаждением резца

Изобретение относится к области высокоскоростной обработки деталей на станках с ЧПУ. Устройство, реализующее предложенный способ управления, содержит последовательно соединенные термопару, установленную с возможностью измерения температуры в режущей части резца, нечеткий контроллер и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002586189
Дата охранного документа: 10.06.2016
13.01.2017
№217.015.68e1

Энергосберегающее устройство охлаждения режущего инструмента

Изобретение относится к области высокоскоростной обработки деталей на оборудовании с ЧПУ, в частности к системам охлаждения резцов. Техническим результатом является снижение энергопотребления при охлаждении режущей части резца. Оборудование для обработки деталей содержит переднюю бабку, заднюю...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002591931
Дата охранного документа: 20.07.2016
Показаны записи 1-10 из 146.
20.01.2013
№216.012.1ce9

Способ формирования профиля головки рельсов

Изобретение относится к области металлообрабатывающей промышленности. Способ формирования профиля головки рельсов заключается в том, что в качестве инструмента используют энергетический луч или струю гидроабразивной жидкости, подаваемую под высоким давлением. Инструмент ориентируют под углом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472895
Дата охранного документа: 20.01.2013
27.01.2013
№216.012.20e1

Мостовой измеритель параметров двухполюсников

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, автоматике и промэлектронике, в частности, оно позволяет определять параметры четырехэлементных двухполюсников или параметры датчиков с четырехэлементной схемой замещения. Техническим результатом заявленного изобретения является...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473918
Дата охранного документа: 27.01.2013
10.02.2013
№216.012.246e

Мостовой измеритель параметров двухполюсников

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, автоматике и промэлектронике. В частности, оно позволяет определять параметры четырехэлементных двухполюсников или параметры датчиков с четырехэлементной схемой замещения. Техническим результатом является обеспечение возможности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474828
Дата охранного документа: 10.02.2013
20.02.2013
№216.012.26cf

Способ сорбционной очистки сточных вод от красителей

Изобретение может быть использовано для очистки сточных предприятий текстильной и легкой промышленности, предприятий бытовой химии, кожевенных заводов от промышленных красителей. Для осуществления способа в качестве сорбента используют карбонатную породу с содержанием карбоната кальция, равным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475455
Дата охранного документа: 20.02.2013
20.02.2013
№216.012.27c3

Устройство для измерения параметров движения пишущего узла

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения параметров перемещения пишущего узла при записи рукописного текста. Устройство для измерения параметров движения пишущего узла содержит корпус, чувствительный элемент с пьезодатчиками, включенными в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475699
Дата охранного документа: 20.02.2013
20.02.2013
№216.012.2803

Мостовой измеритель параметров двухполюсников

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, автоматике и промышленной электронике. Мостовой измеритель параметров двухполюсников содержит последовательно соединенные генератор импульсов с изменением напряжения в течение их длительности по закону степенных функций, мостовую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475763
Дата охранного документа: 20.02.2013
20.02.2013
№216.012.2804

Мостовой измеритель параметров двухполюсников

Изобретение относится к промышленной электронике, автоматике, информационно-измерительной технике и может быть использовано для контроля и определения параметров двухполюсников. Мостовой измеритель параметров двухполюсников содержит последовательно соединенные генератор питающих импульсов,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475764
Дата охранного документа: 20.02.2013
20.02.2013
№216.012.2852

Цифровой многокомпонентный датчик перемещений

Изобретение относится к устройствам для измерения деформаций и перемещений и предназначено для измерения статических или плавно меняющихся перемещений. Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет избирательного по всем направлениям...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475842
Дата охранного документа: 20.02.2013
27.02.2013
№216.012.2a65

Способ получения основного хлорида или нитрата меди (ii)

Изобретение относится к технологии получения солей меди (II). Способ включает прямое взаимодействие оксида металла с водными растворами соляной или азотной кислоты при интенсивном перемешивании, в том числе и в присутствии стеклянного бисера в качестве перетирающего агента. Процесс проводят при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476380
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2bba

Компрессорная установка

Компрессорная установка содержит компрессор, установленные на линии нагнетания теплообменник-утилизатор, концевой холодильник, воздухосборник, соединенные между собой основными и дополнительными трубопроводами, которые снабжены клапанами, электрически связанными с блоком управления, и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476721
Дата охранного документа: 27.02.2013
+ добавить свой РИД