Разработка координатно-измерительной машины Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Секция « Технологические и мехатронные системы в производстве ракетно-космической техники»

УДК 004.75.621.317

РАЗРАБОТКА КООРДИНАТНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ

В. А. Трегубович, И. А. Сивов, Т. А. Королёва, М. Е. Праздников Научный руководитель - В. А. Будьков

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Е-mail: [email protected], [email protected], [email protected], [email protected]

Представлена функциональная схема координатно-измерительной машины на базе шаговых двигателей. Рассмотрены основные элементы координатно-измерительной машины.

Ключевые слова: координатно-измерительная машина, шаговый двигатель.

DEVELOPMENT OF COORDINATE MEASURING MACHINE

V. A. Tregubovich, I. A. Sivov, T. A. Korolyova, M. E. Prazdnikov Scientific Supervisor - V. A. Budkov

Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected], [email protected], [email protected], [email protected]

A functional diagram of coordinate measuring machine based on stepper motors. Describes the main elements of the coordinate measuring machine.

Keywords: coordinate measuring machine, stepper motor.

В условиях современного машиностроительного производства требования к точности и производительности измерений непрерывно повышаются. Возрастает роль измерительных средств. В настоящее время наблюдается стремительное внедрение координатно-измерительных машин (КИМ). Современные КИМ обладают высокой точностью измерения и являются одними из самых распространенных средств измерения.

Координатно-измерительная машина - устройство для измерения геометрических характеристик объекта. Основное преимущество КИМ возможность полной автоматизации как на этапе реализации координатного метода измерений, так и на этапе обработки результатов этих измерений.

Координатно-измерительная машина состоит из персонального компьютера ПК, платы управления ПУ, состоящей из 2-х микроконтроллеров МК1 и МК2 и усилителя мощности УМ, шаговых двигателей ШД и датчиков обратной связи ДОС в соответствие с рисунком.

Функциональная схема привода координатно-измерительной

машины

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2017. Том 1

Также в состав КИМ входит станок, состоящий из рабочего стола, порта, прижимов и измерительного датчика.

Прижимы служат для закрепления детали на рабочем столе. Перемещение осуществляет рабочий стол по двум осям и измерительный датчик по одной оси, благодаря приводам установленных на них. В плату управления входит драйвер и микроконтроллер для управления шаговыми двигателями, а также микроконтроллер для передачи информации с датчиков обратной связи. Для более точного перемещения применяется шаговый двигатель, а для преобразования вращательного движения в поступательное применяется шарикововинтовая передача (ШВП), так как она имеет высокую точность [1].

Измерительный датчик крепится на портале, и совершает вертикальное перемещение. Датчики обратной связи включают в себя, энкодеры, установленные на каждый оси для отслеживания перемещение рабочего стола и измерительного датчика и концевые датчики, закрепленные в крайних положениях на каждой оси. В качестве измерительного датчика будет использоваться компактный контактный триггерный 3D-датчик с оптической передачей сигналов с приемом и передачей сигналов в пределах 360 градусов, повторяемостью 1 мкм. Для считывания шагов двигателя применяется энкодер установленный на ось двигателя, который поможет избежать пропуск шагов. Энкодер подбирается так, чтобы число импульсов соответствовала числу шагов двигателя за один оборот [2].

Основное управление КИМ осуществляется персональным компьютером, с помощью программного обеспечения, разработанного в среде прикладного графического программирования LabVIEW (фирма National Instrument). Управление КИМ может осуществляться как в ручном, так и в автоматическом режиме. В ручном режиме происходит подвод измерительного датчика к измеряемой детали. В автоматическом режиме происходит выполнение выбранного алгоритма, из созданной библиотеки. По окончанию отработки алгоритма размеры измеряемой детали выводятся на экран и сохраняются в текстовом документе.

Программа для платы управления написана на языке программирования Ассемблер. Для управления двигателями согласно алгоритму, по интерфейсу USART передается код, который считывает плата и определяет какой двигатель должен совершать движение, так же плата считывает импульсы энкодеров, срабатывание концевых датчиков и срабатывание измерительного датчика, после эти данные передаются на персональный компьютер, где происходит их обработка и вычисление.

В результате была представлена для разработки координатно-измерительная машина с точностью измерения до 5 мкм [3].

Библиографические ссылки

1. Егоров О. Д., Подураев Ю. В. Мехатронные модули. Расчет и конструирование, учеб. пособие. М. : МГТУ «СТАНКИН», 2004. 360 с.

2. Таугер В. М. Конструирование мехатронных модулей : учеб. пособие / УрГУПС. Екатеринбург, 2009. 336 с. ISBN 978-5-94614-128-4.

3. Анурьев П. Ф. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3 т. 6-е изд. М. : Машиностроение, 1982.

© Трегубович В. А., Сивов И. А., Королёва Т. А., Праздников М. Е., 2017