Методы наладки станков с ЧПУ сверлильно-фрезерно-расточной группы

Достижение заданной точности расположе­ния обработанных на станке с ЧПУ поверхно­стей относительно баз заготовки, даже с допустимым отклонением ±0,05 мм, связано с необходимостью точной выверки положения системы координат детали (СКД) (т. е. поло­жения установочных элементов приспособле­ния или баз заготовки) относительно системы координат станка (СКС). Осуществляют на­ладку нулевого положения. Комплекс приемов наладки учитывает способ установки заготов­ки для обработки, вид применяемого при на­ладке инструмента, конструктивные особенно­сти станка, устройства ЧПУ (УЧПУ) и усло­вия использования станка. Ориентацию заго­товки на столе стайка или в приспособлении проводят по трем плоскостям; по плоскости и двум установочным пальцам (один из ко­торых срезанный); по цилиндрической поверх­ности и угловому упору.

Заготовка для обработки может непосред­ственно устанавливаться на стол станка (рис. 49, а), причем положение ее определяется на­правляющими и упорными планками. При ис­пользовании точных станков на стол станка устанавливают координатную плиту (рис. 49,б) или специальные призмы (рис. 50) с точными Т-образными пазами или отверстиями. Поло­жение заготовки на плите (см. рис. 49, б) или в призме (рис. 50) определяется упорами или планками.

Применение унифицированных элементов позволяет установить для обработки одновре­менно несколько заготовок. Кроме унифици­рованных элементов используют специальные (см. рис. 49, в) и универсальные приспособле­ния (например, трехкулачховый патрон, рис. 49,г).

Наладку нулевого положения осущест­вляют по цилиндрической поверхности (паль­цу или отверстию в плите, пальце) в по бо­ковым поверхностям. При этом в зависимости от требуемой точности используют центр (рис. 51, а), оптическое устройство для установки по боковой поверхности (рис. 52, а), контрольную оправку (рис. 51,б и 52,б), центроискатель (рис. 51,в и 52,в).

В комплекс приемов по наладке нулевого положения по боковым поверхностям входит: установка органов управления станком и УЧПУ в положение для осуществления налад­ки; установка центроискателя или контроль­ной оправки, оптического устройства в шпин­дель станка; совмещение оси шпинделя с базой заготовки или приспособления или определение расстояния между боковой по­верхностью и шпинделем или контрольной оправкой с помощью мерных плиток; набор с помощью переключателей установки нуля фактического положения исполнительных ор­ганов стайка; снятие контрольных приспосо­блений. Наладку нулевого положения по от­верстию осуществляют в такой же последова­тельности, только в этом случае с необходи­мой точностью ось шпинделя совмещают с осью отверстия.

Затраты времени на наладку нулевого по­ложения учитывают в комплексе Т_п-з1.

В качестве примера рассмотрим методику наладки пятикоординатного станка типа ОЦ с горизонтально расположенным шпинделем, оснащенного двумя поворотными столами. Проанализируем случай, когда база детали перпендикулярна установочной плоской по­верхности вертикального поворотного стола (рис. 53). Заготовка установлена в приспосо­блении по двум пальцам и плоской поверхно­сти. Все остальные случаи могут быть сведены к указанному с соответствующим исключе­нием отдельных этапов наладки. Первоначаль­но осуществляется угловая ориентация горизонтального поворотного стола (координата В), которую удобно проводить по одной из плоскостей приспособления (рис. 54, а). Пово­ротный стол устанавливают в такое положе­ние, чтобы плоская поверхность приспособле­ния была параллельна направлению переме­щения рабочего органа вдоль оси X. Угловая ориентация вертикального поворотного стола (координата А) проводится по базе приспосо­бления. Вертикальный поворотный стол уста­навливают в такое положение, чтобы база приспособления была параллельна направле­нию перемещения рабочего органа вдоль оси X (рис. 54, б). Необходимо совместить теорети­ческую (принятую при программировании) ось вращения приспособления и ось вращения вер­тикального поворотного стола. Для проверки смещения осей вращения по координате X необходимо коснуться щупом индикаторного устройства цилиндрического установочного элемента приспособления, после чего повер­нуть вертикальный поворотный стол на 180° и переместить рабочий орган вдоль оси X (рис. 55) на расстояние, равное удвоенному запрограммированному расстоянию от теоретической оси вращения приспособления до оси установочного элемента-приспособления. Кос­нувшись щупом индикатора этого элемента (для чего его изготовляют сквозным), опреде­ляют смещение оси вращения приспособления относительно оси вращения вертикального по­воротного стола по координате X. Для про­верки смещения осей вращения по координате У необходимо коснуться щупом индикаторно­го устройства базы приспособления (рис. 56), повернуть вертикальный поворотный стол на 180° и переместить рабочий орган станка вдоль оси У на расстояние, равное удвоенному запрограммированному расстоянию от оси вращения приспособления до его базы. Коснувшись щупом индикатора базы, определяют смещение оси вращения приспособления отно­сительно оси вращения вертикального пово­ротного стола по координате У. При наличии смещения регулируют положение приспосо­бления на столе. После этого необходимо про­верить размер, характеризующий положение оси эталонного элемента относительно оси вращения горизонтального поворотного сто­ла. Для этой цели необходимо повернуть го­ризонтальный и вертикальный поворотные столы на 90° и совместить оси шпинделя и эталонного элемента с помощью индикатор­ного устройства. По показаниям отсчетной системы надо определить необходимый размер, а в случае необходимости отрегулировать по­ложение приспособления.

Линейная ориентация приспособления по осям X, Y, Z проводится от эталонного эле­мента. Для определения исходного положения СКД относительно СКС по координате X с помощью индикаторного устройства опреде­ляют положение оси эталонного элемента и перемещают рабочий орган по оси X на расстояние, равное запрограммированному раз­меру Х₀ от СКД до СКС; при этом фикси­руют показания отсчетной системы.

Для определения исходного положения СКД относительно СКС по координате У ис­пользуют специальный шаблон 1 (рис. 57), ко­торый устанавливают на базу приспособления 2. На шаблоне выгравирован фактический раз­мер от его установочной плоскости до оси па­за. При наладке с помощью индикаторного устройства 3 необходимо определить положе­ние оси паза по координате У и затем переместить рабочий орган станка по оси У на рас­стояние, равное (у₀ — l_ф) мм, что соответствует расстоянию между СКД и СКС по координате У. При этом необходимо зафиксировать пока­зания отсчетной системы.

Для определения исходного положения СКД относительно СКС по координате Z ис­пользуют специальную индикаторную оправку (рис. 58). На оправку навернут съемный колпа­чок 1, который внутренним торцом нажимает на щуп индикатора с небольшим натягом. Перед установкой оправки в шпиндель станка на приборе для наладки инструмента изме­ряют его фактическую длину L, после чего колпачок свертывают с оправки. Для наладки исходного положения необходимо переме­стить рабочий орган станка по координате Z до соприкосновения щупа индикаторной оправки с эталонным элементом с заданным натягом. Рабочий орган станка перемещают по оси Z на расстояние (Z₀ — L + 5) мм, и фиксируют показание отсчетной системы. Таким образом, как линейная, так и угловая ориен­тация СКД завершена.

В процессе наладки при регулировании по­ложения приспособления необходимо возвра­щаться к уже выполненным проверкам, так как при регулировании одного параметра мо­жет измениться другой. Например, после со­вмещения осей вращения приспособления и столов необходимо проверить угловую ориентацию приспособления и т. д. Это опре­деляет высокую трудоемкость процесса налад­ки. Например, трудоемкость наладки для пятикоординатного станка составляет 3 — 5 ч в зависимости от способа установки детали и требований, предъявляемых к точности на­ладки.

Для ГПС с несколькими паллетами в памя­ти УЧПУ необходимо зафиксировать погреш­ности наладки нулевого положения всех при­меняемых налет.

Кроме рассмотренных методов наладки на станках с ЧПУ начинают использовать метод наладки, используемый для координатно-измерительных машин, В этом случае в шпиндель станка устанавливают специальный измери­тельный щуп. По программе с помощью щупа определяют положение фиксированных точек на заготовке или приспособлении, ЭВМ системы ЧПУ вычисляет фактическое положение заготовки или приспособления и вносит со­ответствующие коррективы в управляющую программу. Этот метод перспективен, так как позволяет автоматизировать процесс наладки. Кроме того, он менее трудоемок. Более под­робно этот метод рассмотрен ниже.