Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Исследование и разработка метода испытаний и пути повышения точности позиционирования станков с ЧПУ Жедь Владимир Викторович

Исследование и разработка метода испытаний и пути повышения точности позиционирования станков с ЧПУ
<
Исследование и разработка метода испытаний и пути повышения точности позиционирования станков с ЧПУ Исследование и разработка метода испытаний и пути повышения точности позиционирования станков с ЧПУ Исследование и разработка метода испытаний и пути повышения точности позиционирования станков с ЧПУ Исследование и разработка метода испытаний и пути повышения точности позиционирования станков с ЧПУ Исследование и разработка метода испытаний и пути повышения точности позиционирования станков с ЧПУ Исследование и разработка метода испытаний и пути повышения точности позиционирования станков с ЧПУ Исследование и разработка метода испытаний и пути повышения точности позиционирования станков с ЧПУ
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Жедь Владимир Викторович. Исследование и разработка метода испытаний и пути повышения точности позиционирования станков с ЧПУ : ил РГБ ОД 61:85-5/204

Содержание к диссертации

Введение

1. Состояние вопроса и постановка задачи 9

1.1. Значение точности позиционирования для оценки качества станков с ЧПУ 9

1.2. Анализ используемых методов проверки станков с ЧПУ на точность позиционирования 14

1.3. Анализ применяемых средств для контроля точности позиционирования станков с ЧПУ 24

1.4. Постановка задачи 30

2. Теоретический анализ методов проверки точности позициони рования и их совершенствование 31

2.1. Исследование и разработка математических моделей по грешности позиционирования токарных станков 31

2.1.1. Проверка согласия опытного распределения отклонений от заданного положения с нормальным законом распределения 31

2.1.2. Разработка математических моделей накопленной погрешности позиционирования 32

2.1.3. Разработка математических моделей циклической погрешности позиционирования 37

2.1.4. Математические модели образования суммарной систематической погрешности позиционирования.. 39

2.2. Сравнительный анализ основных методов проверки точно сти позиционирования 44

2.2.1. Критерии и условия сравнения методов 45

2.2.2. Результаты сравнения 46

2.3. Усовершенствованный метод испытаний станков с ЧПУ на точность позиционирования 54

2.3.1. Основной принцип расположения контрольных точек 54

2.3.2. Определяемые показатели и их назначение 56

2.3.3. Алгоритм обработки данных 63

2.3.4. Сравнение разработанного метода с основными существующими методами испытаний-на точность позиционирования 69

2.3.5. Практическая реализация разработанного метода испытаний на точность позиционирования 72

2.4. Основные выводы 77

3. Разработка автоматизированного измерительно-вычислительно го комплекса для контроля станков с чу на точность позиционирования 79

3.1. Состав и технические характеристики автоматизированного комплекса 79

3.2. Разработка логического принципа автоматизации измерений 82

3.3. Автоматизированные функции комплекса и основные алгоритмы их реализации 86

3.4. Разработка программно-математического обеспечения для проведения автоматизированных испытаний станков с ЧПУ на точность позиционирования 92

3.4.1. Программа автоматизированных испытаний в соответствии с методом раздельного определения погрешностей позиционирования 92

3.4.2. Программа автоматизированных испытаний на основе существующего интегрального метода определения погрешности позиционирования 97

3.4.3. Программа автоматизированных испытаний по вновь разработанному интегральному методу 104

3.5. Основные выводы 110

4. Экспериментальные исследования точности позиционирования станков с ЧПУ 112

4.1. Экспериментальный сравнительный анализ методов испы таний на точность позиционирования 112

4.1.1. Методика проведения сравнительных испытаний... 113

4.1.2. Проведение сравнительных испытаний на лабораторном стенде 114

4.1.2.1. Описание устройства стенда 114

4.1.2.2. Условия проведения эксперимента 117

4.1.2.3. Проведение испытаний и анализ результатов 121

4.1.3. Проведение сравнительных испытаний на станках с ЧПУ 123

4.1.3.1. Условия проведения эксперимента 124

4.1.3.2. Проведение испытаний и анализ результатов 129

4.2. Анализ факторов, влияющих на показатели точности по зиционирования 131

4.2.1. Исследование влияния натяга в паре в.г.к. и силы трения на направляющих 132

4.2.2. Исследование влияния регулировки опоры винта и несоосности винта и гайки 138

4.2.3. Определение зависимости элементарных показате лей точности позиционирования от натяга в па ре в.г.к 141

4.3. Основные выводы 153

5. Разработка методики компенсации систематических погреш ностей позиционирования 154

5.1. Компенсация накопленной погрешности позиодонирования. 155

5.1.1. Получение исходных данных для компенсации накопленной погрешности 155

5.1.2. Выбор базовых отклонений и их компенсация 156

5.2. Компенсация суммарной систематической погрешности по зиционирования 160

5.2.1. Определение уточненной модели образования систематической погрешности позиционирования 161

5.2.2. Определение компенсирующих значений для любой точки координатной оси 170

5.3. Основные выводы 181

Основные результаты работы 185

Литература 188

Приложения 199

Введение к работе

В соответствии с выработанным ХХУ и ШТ съездами КПСС курсом на интенсификацию общественного производства в настоящее время существенно возросли масштабы использования в народном хозяйстве достижений науки и техники. В постановлении ЦК КПСС и Совета Министров СССР "О мерах по ускорению научно-технического прогресса в народном хозяйстве" одним из главных направлений работы намечается широкая автоматизация технологических процессов на основе применения автоматизированных станков, машин и механизмов, унифицированных модулей оборудования, робототехнических комплексов и вычислительной техники.

Создание сложных автоматизированных систем невозможно без оценки качества их изготовления и работы. Одной из наиболее показательных оценок качества современных станков с ЧПУ является точность координатных перемещений. Важность этой характеристики обусловлена тем, что она позволяет в комплексе оценить точность работы системы ЧПУ-станок, как ее механической, так и электронной части.

Применение микропроцессорной техники в современных станках с ЧПУ приводит к еще большему возрастанию актуальности проверки точности координатных перемещений. Микропроцессоры, встроенные непосредственно в привода подач, позволяют компенсировать систематические погрешности, выявляемые при регулярных проверках точности позиционирования. В силу этого особое значение приобретает проблема точности и воспроизводимости используемого метода проверки.

В настоящее время существуют различные методы проверки точности позиционирования, представленные национальными стандартами практически всех развитых промышленных стран. Однако многообра-

зие методов проверки, каждый из которых имеет свои погрешности и основывается на своих нормируемых показателях, приводит к неоднозначности оценки проверяемых станков.

В настоящее время за рубежом ведутся интенсивные исследования по анализу существующих методов проверки точности координатных перемещений и их совершенствованию, поднимается вопрос о необходимости международной стандартизации в этой области.

В отечественном станкостроении практические и исследовательские работы в области точности координатных перемещений сдерживаются недостаточным развитием современных средств измерения и контроля. Из-за сложности проверяемой системы станок-ЧПУ получаемые показатели имеют вероятностный характер, поэтому для их определения необходимо выполнять несколько сотен измерений положений перемещаемого узла. При этом точность и производительность проверки во многом зависит от применяемых средств измерений. Однако существующие в отрасли измерительные средства не позволяют исключить человека из монотонного и утомительного процесса испытания. Кроме того, определенную сложность представляет задача оперативной обработки уже зафиксированных данных.

Целью настоящей работы является разработка метода проверки точности позиционирования станков с ЧПУ, который позволил бы надежно и с высокой точностью выявлять имеющиеся погрешности координатных перемещений. Определяемые по этому методу показатели должны характеризовать качество изготовления и сборки станка, а также ожидаемые погрешности при позиционировании в любую точку координатной оси. Таким образом создаются предпосылки для компенсации систематической погрешности позиционирования и, тем самым, повышения точности станков с ЧПУ.

Суть разработанного метода заключается в измерении суммарной погрешности координатных перемещений в некоторых контрольных

точках, расположенных определенным способом вдоль проверяемой оси станка. Последующая математическая обработка полученных данных позволяет выделить отдельные составляющие погрешности позиционирования и на их основе синтезировать предполагаемую суммарную погрешность уже в любой точке координатной оси.

Расчетно-теоретический анализ, позволяющий сравнить разработанный метод с основными действующими методами проверки точности координатных перемещений, производился с помощью машинного эксперимента на ЭВМ EC-I055.

Для практического решения поставленной цели потребовались разработка и создание современного средства измерения и контроля, которое на основе возможностей современной вычислительной техники позволило полностью автоматизировать процедуры получения и обработки большого количества необходимых данных. Разработанное и изготовленное автоматизированное средство контроля точности позиционирования передано на завод "Красный пролетарий" для опытной эксплуатации. Оно используется для проверки серийно выпускаемых станков в сборочном цехе, а также станков, находящихся в эксплуатации в механических цехах завода.

Экспериментальные исследования точности координатных перемещений проводились на токарных станках I6K20TI завода "Красный пролетарий" им. Ефремова, на обрабатывающем центре 6РІІМФЗ-І Дмитровского завода фрезерных станков и на испытательном стенде, представляющем собой натурную модель одной координаты станка с ЧПУ.

Диссертационная работа выполнялась в лаборатории автоматизации экспериментальных исследований и испытаний станков экспериментального научно-исследовательского института металлорежущих станков (ЭНИМС).

Автор выражает благодарность заведующему лабораторией к.т.н. Камышеву А.И. за консультации и помощь при выполнении работы.

Анализ используемых методов проверки станков с ЧПУ на точность позиционирования

Быстрое развитие станков с ЧПУ и важное значение характеристики точности позиционирования для оценки их качества привели к тому, что практически в каждой промышленно развитой стране были разработаны свои методы проверки точности позиционирования. В результате в настоящее время не существует единства ни в терминологии, ни в номенклатуре итоговых показателей, ни в способах их определения. Разные способы дают различные результаты и соответственно предполагают различные нормируемые значения своих показателей.

В сложившейся ситуации невозможно оценить точность позиционирования импортного оборудования или гарантировать соответствующие характеристики экспортируемых станков без проведения сравнительных испытаний по разным национальным стандартам. Важно также учитывать, что различные методы испытаний на точность позиционирования имеют свои погрешности, что в ряде случаев может привести к получению противоречивых результатов.

Прежде чем перейти к методам определения показателей точности позиционирования необходимо дать несколько общих определений: Собственно под точностью позиционирования понимают разницу между заданным и действительным положением подвижного узла во всем рабочем пространстве станка.

Заданное положение подвижного узла (Xp[52J - это положение подвижного узла в направлении координатной оси, заданное программой перемещения в УЧПУ. действительное положение узла (х у) - это положение узла станка, достигнутое автоматически и определенное измерением. Первый индекс обозначает 1-ое измерение действительного поло жения при повторном выходе в заданную точку, второй индекс -L-ую проверяемую точку. Кроме того для единичных измерений указывают направление подхода в действительное положение по данной оси координат.

Почти во всех методах принимается, что распределение отклонений от заданного положения подчиняется закону нормального распределения. Также оговаривается, что скорость подхода рабочего органа к заданной точке в каждом единичном замере должна быть одинаковой. Все измерения производятся независимо по каждой координатной оси на холостом ходу без нагрузки. Американская Национальная Ассоциация станкостроительных фирм (NMTBA) предлагает оценивать точность позиционирования (Т) наибольшим абсолютным значением алгебраической суммы среднего арифметического отклонения и величины случайного отклонения в этой точке, равного зё . При этом для каждой точки принимается свое значение среднеквадратического отклонения ё .

Выбор расположения точек вдоль контролируемой оси не регламентирован. При таком подходе, когда итоговый показатель определяется отклонениями, полученными для одной точки, основываются на предположении, что имеющиеся погрешности позиционирования плавно изменяются вдоль проверяемой оси. Для этих условий случайное положение контрольных точек на оси мало влияет на итоговый результат. Если же в распределении погрешностей вдоль оси имеются какие-либо аномалии, то результат измерений будет зависеть от попадания контрольной точки в аномальную область. Таким образом метод не гарантирует получение стабильных данных для всех возможных случаев.

Методика, разработанная МТТА (Англия) [73] отличается тем, что расположение контрольных точек уже не совсем произвольное. Требуется выполнение условия: чтобы интервал между контрольными точками не был кратен шагу управляющего элемента (например, ходового винта). При таком расположении точек измеряется суммарная систематическая погрешность с учетом периодических отклонений, связанных с управляющим элементом. Для выявления отдельно циклической ошибки предусмотрена дополнительная проверка. Однако принятое условие оставляет большую свободу выбора интервала между точками. В сочетании с ограниченным числом точек (см. табл. I.I) данный метод также не обеспечивает стабильности получаемых результатов для всех возможных случаев.

Союз немецких инженеров совместно с Немецким Метрологическим обществом разработали метод VVl/j)GQ-3Ui [102], в котором основным условием расположения контрольных точек вдоль проверяемой оси является неодинаковость интервалов между ними. В качестве примера в рекомендациях приводятся следующие координаты контрольных точек: 0; 51,11; 100; 152,22; 200; 253,33; 300 и т.д. Такая сложная закономерность предполагает учет имеющихся периодических отклонений. Для повышения стабильности вдвое увеличивается число контрольных точек по сравнению с базовым методом S/Dl" -3254 .

По методу VDl/DGGL-S l определяется целый ряд итоговых показателей, характеризующих точность позиционирования станков с ЧПУ. Наибольшее суммарное отклонение позиционирования определяется показателем ненадежности позиционирования: где w.— LL ix.- среднее значение отклонений в і-ой точке при движении в двух направлениях; в І-ой точке при движении в двух направлениях. Таким образом интегральный показатель ненадежности позиционирования Р охватывает как систематические, так и случайные отклонения.

Для оценки только систематических отклонений предлагается показатель отклонения позиционирования Ра

Сравнительный анализ основных методов проверки точно сти позиционирования

При всем многообразии существующих методов испытания станков с ЧПУ на точность позиционирования среди них можно различить два принципиально разных подхода к испытаниям. Первый подход заключается в том, что для определения отдельных показателей точности позиционирования, характеризующих отдельные составляющие погрешности, предусмотрены отдельные проверки. Этот принцип реализован в Методике дополнительных испытаний станков с ЧПУ [35] .

При данном подходе к минимуму сводится взаимное влияние отдельных составляющих друг на друга, что предполагает большую стабильность и точность в их выявлении. Эти возможности важны при анализе качества проверяемого станка с точки зрения идентификации имеющихся погрешностей. Однако синтез суммарной погрешности затруднен, поскольку отдельные составляющие складываются каждый раз в конкретных сочетаниях, что не всегда соответствует их максимальным значениям. Это не дает возможности предположить, какая общая погрешность может быть перенесена на обрабатываемую деталь.

Второй подход заключается в определении интегральных показателей, характеризующих суммарное действие отдельных составляющих погрешности позиционирования. Определяемые показатели позволяют оценить погрешности, которые будут переноситься на обрабатываемую деталь. Но при таком подходе затруднен анализ отдельных составляющих суммарной погрешности, поэтому для их выявления в некоторых методиках предусмотрены дополнительные упрощенные проверки. На таком принципе основаны все другие рассмотренные методики.

Наибольшее распространение среди них, как уже отмечалось, получила методика Vffl/QGQ. -3441 [l02j. На основании вышесказанного упомянутые две методики были приняты в качестве основных методов для сравнительного анализа их возможностей.

Выбранные методы, представляющие два разных подхода к испытаниям на точность позиционирования, сравнивались по степени выявления ими систематической погрешности позиционирования. Максимальная ошибка при выявлении систематической погрешности характеризовала точность метода, а разброс значений при изменении нерег-ламентируемых условий проверки - его воспроизводимость.

Точность методов оценивалась по разности величин погрешностей, заложенных в разработанные математические модели, и погрешностей, которые удалось выявить расчетом в соответствии с тем или иным методом:

Воспроизводимость методов оценивалась по разности получаемых результатов по тому или иному методу при изменении положения первой контрольной точки (и соответственно всех остальных) относительно фазы периодического отклонения: Это условие невозможно регламентировать на реальных станках, но как показывают исследования [21] оно может оказать существенное влияние на получаемые результаты.

На разработанных математических моделях разными методами выявлялась наибольшая суммарная систематическая погрешность при изменении положения первоначальной точки (и соответственно всех остальных) относительно фазы периодического отклонения. Рассматривались четыре случая: когда первоначальная точка находится в нулевой фазе периодического отклонения, смещена на 1/4, на 2/4 и на 3/4 периода Т .

Поскольку метод -3441 получает все большее распространение, то более подробно были исследованы заложенные в нем потенциальные возможности. Для этого число контрольных точек не ограничивалось 21, как показано в примере, приведенном в приложении к этому методу [l02]. Были рассмотрены случаи с увеличенным числом контрольных точек, чтобы сравнить точность разных методов при одинаковой производительности.

Кроме того, единственным ограничением при задании интервалов, между контрольными точками по данному методу является их неодинаковость. Поэтому в дополнение к закономерности, приведенной в примере, были рассмотрены случаи, когда интервалы между контрольными точками задавались случайным образом. При этом также рассматривались варианты с увеличенным числом контрольных точек. Для большей достоверности были исследованы несколько вариантов для одинакового числа точек, но при разной выборке случайных чисел.

Сравнение методов на указанных моделях было выполнено на ЭВМ EC-I055. Программа расчета на языке Фортран-1У приведена в приложении 2. Алгоритм расчета показан на рис. 2.8 и 2.9 . Полученные результаты для некоторых рассмотренных вариантов сведены в таблицу 2.1 . Метод раздельного определения погрешностей позиционирования (вариант №1) дал наименьшие ошибки на всех трех моделях. Большее значение разброса выявляемой погрешности (VQfj= 3,2$) по сравнению с наибольшей ошибкой (Дх= 1,9%) означает, что при некоторых положениях первоначальной точки относительно фазы периодического отклонения выявляемая по данному методу ошибка превышает действительную. Полученное отрицательное значение наибольшей ошибки для второй модели (Лд= -0»9$) означает, что во всех случаях выявленная погрешность превысила суммарную ошибку, заложенную во вторую модель. С учетом разброса значений превышение составило 3,2$.

Анализ возможностей метода -3441 показал следующее: Для случая, когда обшее число контрольных точек и способ задания интервалов между ними соответствуют примеру, приведенному в приложении к этому методу, максимальная ошибка для всех 3-х моделей достигает 50$ (вариант №2). Т.е. выявляется только половина имеющейся погрешности. Разброс значений для разных моделей колеблется от 18,7$ до 49,1$. Это означает, что для некоторых видов погрешностей с помощью данного метода теоретически можно выявить не более 68$ наибольшей ошибки при любом положении первоначальной точки измерений.

Увеличение числа контрольных точек при сохранении способа задания интервалов между ними не меняет существа дела (см. варианты JS3 №5). Наибольшая ошибка метода при любом числе контрольных точек не снижается ниже 50$.

Сравнение разработанного метода с основными существующими методами испытаний-на точность позиционирования

Сравнение проводилось на математических моделях и при условиях, описанных в п.2.1.4 и п.2.2.1 . Результаты приведены в таблице 2.1 (п.2.2.2) варианты Мб + №19. По сравнению с методом VDI/D&QSAAI разработанный метод показал лучшие результаты даже при минимальном числе контрольных точек равном 21 (варианты №2,№6,№7 и №16). При увеличении числа контрольных точек точность разработанного метода возрастает. Так, например, на основных первых двух моделях при числе точек равном 51 разработанный метод допустил максимальную ошибку 14,4$ и 13,5$ (для I и П моделей соответственно), против 50$ по методу КЙ Р#--3441 (варианты №19 и №5). Небольшой разброс значений при выявлении систематической погрешности предопределяет высокую стабильность получаемых результатов независимо от положения первоначальной точки. Для определения оптимального количества контрольных точек по критериям точности и производительности рассматривались варианты с числом контрольных точек от 21 до 101. Результаты расчетов сведены в таблицу 2.3, а в графическом виде представлены на рис. 2.15 . На графиках горизонтальной линией показано ограничение по точности метода испытаний, налагаемое ГОСТ 8-82 [7] . Приведенные данные показывают, что при числе точек более 51 незначительное повышение точности достигается за счет все больших потерь в производительности. Например, увеличение числа точек от 31 до 41 дает уменьшение максимальной ошибки метода на 4 -І- 1%. А при увеличении числа точек от 51 до 61 максимальная ошибка умень шается всего около 2%. С другой стороны для первых двух моделей, которые являются основными, разработанный метод удовлетворяет требованиям по точности ГОСТ 8-82 [7] при числе контрольных точек, начиная с 41. Для третьей модели следует иметь в виду, что она представляет довольно редкое сочетание отдельных составляющих систематической погрешности, и максимальная ошибка характеризует наименее благоприятное положение первоначальной точки.

Учитывая вероятность выпадения крайних значений можно ожидать, что в подавляющем большинстве реальных случаев ошибка будет значительно меньше найденных максимальных значений. В качестве примера следует указать, что в действующем в настоящее время методе раздельного определения показателей позиционирования используется от 74 до 81 контрольной точки. На основании проведенного анализа для разработанного метода испытаний на точность позиционирования оптимальное число контрольных точек по критериям точности и производительности испытаний может быть принято от 41 до 51. Непосредственно сам процесс испытаний заключается в перемещении проверяемого узла станка вдоль контролируемой оси в соответствии с алгоритмом, приведенным на рис. 2.16 . Перемещаемый узел станка из первой контрольной точки по команде от системы управления станком перемещается в точку реверса "а" и сразу же возвращается в точку І. В контрольной точке производится выстой узла в течение времени, необходимого для завершения переходного процесса позиционирования, а затем измеряется достигнутое положение узла. Далее узел перемещается во вторую, третью и последующие точки вплоть до точки "Л?". После измерения положения узла в точке 7W" узел движется до точки реверса "б" и без остановки в ней возвращается в точку "/7?" с противоположной стороны.

При движении в обратном направлении позиционирование осуществляется в тех же контрольных точках. Два прохода подвижного узла в противоположных направлениях составляют один цикл. Весь процесс испытаний включает пять циклов. Для облегчения выбора схемы расположения контрольных точек вдоль проверяемой оси при практических испытаниях станков имеющихся типоразмеров были разработаны справочные таблицы 2.4 2.7. Исходными данными при использовании таблиц являются шаг І основной периодической составляющей систематического отклонения и полная длина перемещения L, подвижного узла станка. Шаг t определяется с учетом конструктивного исполнения привода станка с ЧПУ. При использовании кругового датчика обратной связи, расположенного непосредственно на ходовом винте или связанного с ним через мультипликатор, шаг V принимается равным шагу ходового винта. Предпочтительные размеры ходовых винтов для пар винт - гайка качения, применяемых в станках с ЧПУ, регламентированы 0VV.2P-3d-d-80 [39] и учтены при составлении таблиц 2.5 І- 2.7 . При использовании линейного датчика обратной связи, расположенного вдоль направляющих перемещаемого узла, шаг t равен шагу линейного датчика. В станках обычно используются линейные индуктосины с шагом 2 мм. Это учтено при составлении таблицы 2.4.

Разработка программно-математического обеспечения для проведения автоматизированных испытаний станков с ЧПУ на точность позиционирования

По Методике дополнительных испытаний станков с ЧПУ [зб] отдельная проверка предназначена для контроля накопленного и слу ного отклонения позиционирования и отдельная проверка для контроля периодического отклонения.

Алгоритм набора данных для этих проверок, показанный на рис. 3.7, практически один и тот же. Разница-в величине интервала между контрольными точками, что реализуется управляющей программой системы ЧПУ. Интервал определяется округлением среднего значения, рассчитанного по результатам измерений в первых 4-х контрольных точках. Это сделано для повышения надежности на случай возможных значительных локальных погрешностей в области какой-либо одной контрольной точки.

Имеющихся данных (номер контрольной точки і и величина интервала между ними и) достаточно для определения расчетной координаты любой контрольной точки. При переходе к абсолютному нулю учитывается координата первой контрольной точки, измеренная при первом подходе - Х{}{. Разность между действительной и расчетной координатой достигнутого положения перемещаемого узла является отклонением и заносится в память ЭВМ.

Определение отклонений во всех последующих точках, начиная с 5-ой, организовано в основном цикле. В начале цикла координата достигнутого положения сравнивается со значением, полученным в предыдущей контрольной точке. Это позволяет распознать начало движения подвижного узла в обратном направлении при выходе его в ту же точку с противоположной стороны. После каждого прохода число зафиксированных контрольных точек сравнивается с контрольным числом, полученным при первом проходе. При несовпадении сравниваемых чисел на печать выводится номер прохода и количество незафиксированных или лишних контрольных точек. Программа возвращается на начало ввода данных и останавливается. Тем самым осуществляется периодический контроль за правильностью хода выполнения испытания. Такая возможность значительно снижает напряженность оператора от ожидания возможного сбоя и позволяет своевременно прервать испытания для устранения причин произошедшего сбоя.

Если возврат в ту же контрольную точку не зафиксирован, т.е. продолжается текущий проход, то измеренная координата достигнутого положения сравнивается с координатой первой контрольной точки. Тем самым спрашивается, остался ли перемещаемый узел в пределах контролируемой длины в к. При положительном ответе определяется отклонение от заданного положения, как уже описывалось выше, и программа возвращается к началу основного цикла. Отрицательный ответ является информацией о том, что перемещаемый узел вышел за пределы контролируемой длины к, т.е., другими словами, испытания закончены и можно переходить к обработке полученных данных.

Алгоритм определения накопленного и случайного отклонения соответствует Методике дополнительных испытаний станков с ЧОУ [35] . Блок-схема приведена на рис. 3.8 . Для простоты показана обработка данных для одного направления перемещения подвижного узла. В программе реализована обработка всех данных для обоих направлений. Рассчитанные показатели накопленного и случайного отклонений сравниваются с допустимыми значениями, заранее введенными в память ЭВМ при загрузке программы. В зависимости от результатов сравнения рассчитанные показатели печатаются черным цветом или выделяются красным цветом. Если все показатели для обоих направлений перемещения укладываются в допустимые значения, то печатается положительное заключение о результатах испытания. Если же хотя бы один из показателей превышает допуск, печатается отрицательное заключение.

В программе предусмотрена дополнительная возможность распечатки средних отклонений и размахов отклонений в каждой контрольной точке. Это позволяет оценить характер изменения погрешностей вдоль контролируемой оси.

Программа построена таким образом, что после обработки набранных данных она зацикливается на распечатке протоколов проведенного испытания. Таким образом, для получения необходимого количества экземпляров протокола достаточно соответствующее число раз нажать клавишу "$". Для перехода к следующему испытанию,т.е. ожиданию поступления новых исходных данных, необходимо вернуть программу в начало клавишей "С" и вновь запустить клавишей "$".

Алгоритм определения периодического отклонения также соответствует Методике дополнительных испытаний станков с ЧПУ [35] . Упрощенная блок-схема алгоритма обработки данных для одного направления перемещения подвижного узла приведена на рис. 3.9 . В отличие от программы определения накопленного и случайного отклонений набор данных по алгоритму, показанному на рис. 3.7, для программы определения периодического отклонения повторяется на каждом из трех контрольных участков.

Из-за отсутствия допусков на определяемый показатель рассчитанное периодическое отклонение просто фиксируется в протоколе испытания. Предусмотрена дополнительная возможность распечатки средних отклонений в каждой контрольной точке на каждом участке. Это позволяет оценить изменение размахов периодических отклонений вдоль контролируемой оси.

Похожие диссертации на Исследование и разработка метода испытаний и пути повышения точности позиционирования станков с ЧПУ