Методы улучшения метрологических характеристик двухкоординатного стола
|
Введение
1 Анализ двухкоординатного станка кафедры ИТПС
1.1 Общие сведения
1.2 Принцип работы двухкоординатного станка
1.3 Описание специального программного обеспечения
2 Анализ методов и средств поверки станков с ЧПУ
2.1 Методы измерения и принципы применения средств
измерения
2.2 Методы поверки станков с ЧПУ
2.3 Средства поверки станков с ЧПУ
2.3.1 Поверочные линейки
2.3.2 Индикаторы
2.3.3 Оптические приборы (коллиматоры)
2.3.4 Эталонные кондукторы
2.3.5 Лазерная линейка
2.3.6 Натянутая струна и микроскоп
2.3.7 Визирная труба
2.3.8 Лазерный фотоэлектрический датчик
2.3.9 Лазерный интерферометр с призмой Уоллстона
2.3.10 Лазерные триангуляционные датчики
3 Разработка технических требований к метрологическому
обеспечению двухкоординатного станка кафедры ИТПС
3.1 Требования к условиям проведения и средствам проведения
исследования
4 Выбор оборудования
5 Разработка программы исследования погрешности
двухкоординатного станка с ЧПУ
6 Разработка методики исследования погрешности13
двухкоординатного станка с ЧПУ
6.1 Внешний осмотр
6.2 Опробование
6.3 Измерение диапазона перемещения по оси Х
6.4 Измерение диапазона перемещения по горизонтали, координата
У (вправо-влево)
6.5 Определение погрешности измерений перемещения по оси Х
(вперед-назад)
6.6 Определение погрешности измерений перемещения по
горизонтали, координата У
6.7 Результаты исследований
Заключение
Список использованной литературы
1 Анализ двухкоординатного станка кафедры ИТПС
1.1 Общие сведения
1.2 Принцип работы двухкоординатного станка
1.3 Описание специального программного обеспечения
2 Анализ методов и средств поверки станков с ЧПУ
2.1 Методы измерения и принципы применения средств
измерения
2.2 Методы поверки станков с ЧПУ
2.3 Средства поверки станков с ЧПУ
2.3.1 Поверочные линейки
2.3.2 Индикаторы
2.3.3 Оптические приборы (коллиматоры)
2.3.4 Эталонные кондукторы
2.3.5 Лазерная линейка
2.3.6 Натянутая струна и микроскоп
2.3.7 Визирная труба
2.3.8 Лазерный фотоэлектрический датчик
2.3.9 Лазерный интерферометр с призмой Уоллстона
2.3.10 Лазерные триангуляционные датчики
3 Разработка технических требований к метрологическому
обеспечению двухкоординатного станка кафедры ИТПС
3.1 Требования к условиям проведения и средствам проведения
исследования
4 Выбор оборудования
5 Разработка программы исследования погрешности
двухкоординатного станка с ЧПУ
6 Разработка методики исследования погрешности13
двухкоординатного станка с ЧПУ
6.1 Внешний осмотр
6.2 Опробование
6.3 Измерение диапазона перемещения по оси Х
6.4 Измерение диапазона перемещения по горизонтали, координата
У (вправо-влево)
6.5 Определение погрешности измерений перемещения по оси Х
(вперед-назад)
6.6 Определение погрешности измерений перемещения по
горизонтали, координата У
6.7 Результаты исследований
Заключение
Список использованной литературы
Объектом исследования является двухкоординатный стол.
Цель работы – исследование метрологических характеристик
двухкоординатного станка.
В процессе исследования проводились: анализ двухкоординатного
станка кафедры «Измерительная техника и приборостроение», анализ методов
и средств поверки станков с ЧПУ.
В результате исследования были проведены: разработка технических
требований к метрологическому обеспечению двухкоординатного станка
кафедры «Измерительная техника и приборостроение» и разработка
программы исследования погрешности двухкоординатного станка с ЧПУ,
разработка методики исследования погрешности двухкоординатного станка с
ЧПУ.
Степень внедрения: макет.
В будущем планируется: организация лабораторных работ с научноисследовательским содержанием.
Существует два метода поверки станков с ЧПУ: контактный метод и
бесконтактный метод поверки [9].
Контактные методы требуют во многих случаях применения
специальных контрольных оправок и точной оснастки (угольники, линейки,
эталонные ходовые винты и др.), вносящих дополнительные погрешности в
получаемые результаты [9] .
Этими методами, как правило, измеряют предельные отклонения, и они
мало приспособлены для измерения параметров траекторий узлов станка [9].
Стандартные проверки позволяют оценить лишь нахождение данного
параметра в пределах допуска [9].
Бесконтактные методы измерения обеспечивают более широкие
возможности оценки выходных параметров станка, характеризующих его
точность.
Они позволяют автоматизировать процесс измерения и получить массив
данных при многократных измерениях, фиксировать результаты графически, на
дисплее или в виде протокола испытаний, перерабатывать информацию с
оценкой более широкой номенклатуры показателей, характеризующих
точность станка [9].
Научно-исследовательская работа посвящена исследованию
метрологических характеристик двухкоординатного станка и организации
лабораторных работ с научно-исследовательским содержанием.
Для организации данного исследования используется координатносверлильный, фрезерный станок, изготовленный магистром кафедры «ИТПС»
КарГТУ Берденниковым Д.
Станок собран в основном из заводских заготовок, только несущий
каркас собран из ДСП-плиток толщиной 20мм [5].15
Габаритные размеры составляют 594х492х416 мм. Размеры рабочего
поля по ХУ равны 240х100мм, движение по оси Z РАВНО 140мм. Общий вид
приведен на рисунке 1.1 [1] [5] .
Актуальностью выполнения данной работы является исследование
метрологических характеристик двухкоордитатного станка, а также создание
более нового метрологического обеспечения.
Цель работы заключается в разработке метрлогического обеспечения
позволяющего оценить метрологические характеристики двухкординатного
станка с ЧПУ собранного на кафедре «ИТПС»
В соответствии с поставленной целью в работе решались следующие
задачи:
- анализ двухкоординатного станка кафедры ИТПС;
- анализ методов и средств поверки станков с ЧПУ;
- анализ методов измерения и принципов применения средств
измерения;
- разработка технических требований к метрологическому обеспечению
двухкоординатного станка кафедры ИТПС;
- выбор оборудования;
- разработка программы исследования погрешности двухкоординатного
станка с ЧПУ;
- разработка методики исследования погрешности двухкоординатного
станка с ЧПУ;
Дисертация состоит из 6 глав: из введения основной части и заключения.
В первой главе подробоно опсисывается принцип работы
двухкоординатного станка кафедры «ИТПС», его программное обеспечение и
метод задания координат.
Во второй главе подробно описаны средства и методы измерений
используемые для оценки метрлогичсеких характеристик станка [17].
В третье главе были разработаны технические требования к
метрологическому обеспечению двухкоординатного станка кафедры ИТПС16
Также была разработана программа исследований позволяющая
определить: измерение диапазона перемещения по по оси Х (вперед-назад),
измерение диапазона перемещения по горизонтали, координата У (вправовлево.
Цель работы – исследование метрологических характеристик
двухкоординатного станка.
В процессе исследования проводились: анализ двухкоординатного
станка кафедры «Измерительная техника и приборостроение», анализ методов
и средств поверки станков с ЧПУ.
В результате исследования были проведены: разработка технических
требований к метрологическому обеспечению двухкоординатного станка
кафедры «Измерительная техника и приборостроение» и разработка
программы исследования погрешности двухкоординатного станка с ЧПУ,
разработка методики исследования погрешности двухкоординатного станка с
ЧПУ.
Степень внедрения: макет.
В будущем планируется: организация лабораторных работ с научноисследовательским содержанием.
Существует два метода поверки станков с ЧПУ: контактный метод и
бесконтактный метод поверки [9].
Контактные методы требуют во многих случаях применения
специальных контрольных оправок и точной оснастки (угольники, линейки,
эталонные ходовые винты и др.), вносящих дополнительные погрешности в
получаемые результаты [9] .
Этими методами, как правило, измеряют предельные отклонения, и они
мало приспособлены для измерения параметров траекторий узлов станка [9].
Стандартные проверки позволяют оценить лишь нахождение данного
параметра в пределах допуска [9].
Бесконтактные методы измерения обеспечивают более широкие
возможности оценки выходных параметров станка, характеризующих его
точность.
Они позволяют автоматизировать процесс измерения и получить массив
данных при многократных измерениях, фиксировать результаты графически, на
дисплее или в виде протокола испытаний, перерабатывать информацию с
оценкой более широкой номенклатуры показателей, характеризующих
точность станка [9].
Научно-исследовательская работа посвящена исследованию
метрологических характеристик двухкоординатного станка и организации
лабораторных работ с научно-исследовательским содержанием.
Для организации данного исследования используется координатносверлильный, фрезерный станок, изготовленный магистром кафедры «ИТПС»
КарГТУ Берденниковым Д.
Станок собран в основном из заводских заготовок, только несущий
каркас собран из ДСП-плиток толщиной 20мм [5].15
Габаритные размеры составляют 594х492х416 мм. Размеры рабочего
поля по ХУ равны 240х100мм, движение по оси Z РАВНО 140мм. Общий вид
приведен на рисунке 1.1 [1] [5] .
Актуальностью выполнения данной работы является исследование
метрологических характеристик двухкоордитатного станка, а также создание
более нового метрологического обеспечения.
Цель работы заключается в разработке метрлогического обеспечения
позволяющего оценить метрологические характеристики двухкординатного
станка с ЧПУ собранного на кафедре «ИТПС»
В соответствии с поставленной целью в работе решались следующие
задачи:
- анализ двухкоординатного станка кафедры ИТПС;
- анализ методов и средств поверки станков с ЧПУ;
- анализ методов измерения и принципов применения средств
измерения;
- разработка технических требований к метрологическому обеспечению
двухкоординатного станка кафедры ИТПС;
- выбор оборудования;
- разработка программы исследования погрешности двухкоординатного
станка с ЧПУ;
- разработка методики исследования погрешности двухкоординатного
станка с ЧПУ;
Дисертация состоит из 6 глав: из введения основной части и заключения.
В первой главе подробоно опсисывается принцип работы
двухкоординатного станка кафедры «ИТПС», его программное обеспечение и
метод задания координат.
Во второй главе подробно описаны средства и методы измерений
используемые для оценки метрлогичсеких характеристик станка [17].
В третье главе были разработаны технические требования к
метрологическому обеспечению двухкоординатного станка кафедры ИТПС16
Также была разработана программа исследований позволяющая
определить: измерение диапазона перемещения по по оси Х (вперед-назад),
измерение диапазона перемещения по горизонтали, координата У (вправовлево.
Целью диссертационной работы являлась разработка метрологического
обеспечения позволяющего оценить метрологические характеристики
двухкординатного стола с ЧПУ собранного на кафедре «ИТПС»
В соответствии с этой целью были решены следующие задачи.
Был проведен анализ двухкоординатного станка кафедры ИТПС, был
рассмотрен принцип работы стола, его программное обеспечение и метод
задания координат.
Координаты передвижения станка с ЧПУ задаются при помощи G-кода в
программе MАCH3 [5].
Команда G00 используется для ускоренного перемещения в
определенную точку.
По результатам данного анализа был сделан следующий вывод:
метрологическое обеспечение должно соответствовать точности перемещения
по горизонтали и по оси Х (вперед- назад).
Технические характеристики средств поверки должны быть не хуже
0,05мм.
При анализе методов и средств поверки станков с ЧПУ были подробно
описаны средства и методы измерений используемые для оценки
метрлогичсеких характеристик станка.
Из этих методов отбирались те, для которых требуются наиболее
простые средства измерения.
Проведя анализ средств поверки станков с ЧПУ был сделан следующие
выводы:
1) поверочные линейки выполняются под заказ, и имеют тяжелый вес,
что крайне не удобно для проведения замеров по двум координатам.
2) Минусом индикаторов и натянутой струны (с микроскопом) является
маленький ход (10-20мм) для замера больших расстояний.107
3) оптические приборы (коллиматоры), визирная труба, лазер и
фотоэлектрический датчик, лазерноый интерферометр с призмой Уоллстона –
минусом их использования я является высокая цена.
4) эталонные кондукторы не удобны в использовании тем, что обычно
они изготовляются под заказ и используются больше для серийного
производства, нежели для оценки метрологических характеристик.
5) минусом лазерных линеек является большая погрешность при замере
маленьких расстояний до 0,5 см, и цена, которая значительно превосходит
механические приборы для замера расстояний [10].
К основным технических требованиям метрологического обеспечения
двухкоординатного станка кафедры ИТПС можно отнести следующее.
Метрологическое обеспечение должно обеспечивать подтверждение
точностных характеристик станка: перемещения по горизонтали (вверх-вниз)
и по оси Х (вперед-назад).
Для проведения метрологических исследований необходио следующее
оборудование:
- приборы для контроля диапазона перемещения по горизонтали и по
оси Х (вперед-назад);
- приборы для определения погрешности измерений перемещения по
горизонтали;
- приборы для определения погрешности измерений перемещения по
оси Х (вперед-назад);
- программа исследования;
- методика исследования.
Приборы вертикального контроля должны обеспечивать контроль
перемещения от 0-до 25 см с точностью не хуже 0,05мм.
При выборе оборудования было выбрано следующее:
Для оценки метрологических характеристик двухкоординатного станка
кафедры «ИТПС» был выбран лазерный триангуляционный датчик серии
LAM с диапазоном измерения до 400 мм.108
Была разработана программа исследования погрешности
двухкоординатного станка с ЧПУ.
Также была определена погрешность перемещения по оси Х (впередназад) и погрешности измерений перемещения по горизонтали, координата У.
Был проведен анализ погрешностей измерения перемещения по
горизонтали и по координате Х ( вперед-назад).
обеспечения позволяющего оценить метрологические характеристики
двухкординатного стола с ЧПУ собранного на кафедре «ИТПС»
В соответствии с этой целью были решены следующие задачи.
Был проведен анализ двухкоординатного станка кафедры ИТПС, был
рассмотрен принцип работы стола, его программное обеспечение и метод
задания координат.
Координаты передвижения станка с ЧПУ задаются при помощи G-кода в
программе MАCH3 [5].
Команда G00 используется для ускоренного перемещения в
определенную точку.
По результатам данного анализа был сделан следующий вывод:
метрологическое обеспечение должно соответствовать точности перемещения
по горизонтали и по оси Х (вперед- назад).
Технические характеристики средств поверки должны быть не хуже
0,05мм.
При анализе методов и средств поверки станков с ЧПУ были подробно
описаны средства и методы измерений используемые для оценки
метрлогичсеких характеристик станка.
Из этих методов отбирались те, для которых требуются наиболее
простые средства измерения.
Проведя анализ средств поверки станков с ЧПУ был сделан следующие
выводы:
1) поверочные линейки выполняются под заказ, и имеют тяжелый вес,
что крайне не удобно для проведения замеров по двум координатам.
2) Минусом индикаторов и натянутой струны (с микроскопом) является
маленький ход (10-20мм) для замера больших расстояний.107
3) оптические приборы (коллиматоры), визирная труба, лазер и
фотоэлектрический датчик, лазерноый интерферометр с призмой Уоллстона –
минусом их использования я является высокая цена.
4) эталонные кондукторы не удобны в использовании тем, что обычно
они изготовляются под заказ и используются больше для серийного
производства, нежели для оценки метрологических характеристик.
5) минусом лазерных линеек является большая погрешность при замере
маленьких расстояний до 0,5 см, и цена, которая значительно превосходит
механические приборы для замера расстояний [10].
К основным технических требованиям метрологического обеспечения
двухкоординатного станка кафедры ИТПС можно отнести следующее.
Метрологическое обеспечение должно обеспечивать подтверждение
точностных характеристик станка: перемещения по горизонтали (вверх-вниз)
и по оси Х (вперед-назад).
Для проведения метрологических исследований необходио следующее
оборудование:
- приборы для контроля диапазона перемещения по горизонтали и по
оси Х (вперед-назад);
- приборы для определения погрешности измерений перемещения по
горизонтали;
- приборы для определения погрешности измерений перемещения по
оси Х (вперед-назад);
- программа исследования;
- методика исследования.
Приборы вертикального контроля должны обеспечивать контроль
перемещения от 0-до 25 см с точностью не хуже 0,05мм.
При выборе оборудования было выбрано следующее:
Для оценки метрологических характеристик двухкоординатного станка
кафедры «ИТПС» был выбран лазерный триангуляционный датчик серии
LAM с диапазоном измерения до 400 мм.108
Была разработана программа исследования погрешности
двухкоординатного станка с ЧПУ.
Также была определена погрешность перемещения по оси Х (впередназад) и погрешности измерений перемещения по горизонтали, координата У.
Был проведен анализ погрешностей измерения перемещения по
горизонтали и по координате Х ( вперед-назад).