12.2 Лазерное устройство для контроля инструмента

На металлорежущих станках с ЧПУ (токарных, фрезерных,  раcточных и многоцелевых) часто применяют бесконтактные лазерные устройства   для контроля состояния инструмента, в том числе его поломки, сколы режущих вставок и износ.

Кроме того , устройство может измерять диаметр и длину инструмента, причем даже при его вращении с номинальной скоростью. Такие измерения  соответствует реальным условиям эксплуатации и позволяет учесть ошибки  инструмената, шпинделя и оправки. .   При этом измеряется каждый зуб инструмента и автоматически контролируется его геометрия (рис. 12.2.1).

12.2.1

Рис. 12.2.1   Бесконтактное лазерное устройство для контроляинструмента

 Устройство представляет собой П-образную жесткую конструкцию, в одной вертикальной планке которого установлен лазарный осветитель с видимым лучом  красного цвета с длиной волны 630-700 нм, в другой вертикальной планке на одной оси с осветителем установлен приемник (ПЗС матрица).

Лазерное устройство работает по схеме бесконтактного прецизионного светового затвора (рис. 12.2.2)

12-2-2. Рис. 12.2.2    Схема работы лазерного устройства

В процессе измерения излучаемый лазерный луч падает на приемник, который детектирует лазерное излучение и определяет момент его прерывания. Пока  инструмент не перекрывает луч приемник  вырабатывает сигнал, поступающий в ЧПУ станка. Когда инструмент при своем движении перекрывает луч , приемник вырабатывает сигнал отсутствия луча (рис. 12.2.3), который также поступает в ЧПУ станка.

Рис. 12.2.3   Схема работы лазерного устройства

Лазерное устройство оснащено системой обдува сжатым воздухом, позволяющей очистить инструмент перед измерением от стружки и СОЖ. Кроме того, поток  сжатого воздуха создает завесу перед осветителем и приемником, также защищая их от  стружки и СОЖ. Система содержит также фильтры для очистки подваемого воздуха и клапаны для управления его подачей. Кроме воздушной защиты лазерный осветитель и приемник снабжены механическими шторками, закрывающими их. Шторки открываются только на время измерения.

Лазерное устройство имеет стпень защиты IP68 и может быть установлено в зоне обработки.

Для обеспечения точности измерений лазерное устройство должно быть установлено параллельно двум координатным осям станка, в которых перемещается инструмент, и надежно закреплено.

Перед измерением лазерное устройство калибруется с помощью специального цилиндрического эталона с буртиками или аттестованной цилиндрической оправки. Эталон устанавливается в шпиндель станка, включается его вращение и он совершает рабочий цикл измерения. ЧПУ фиксирует  диаметр или длину эталона После этого можно проводить измерения.

Повторяемость результатов измерения составляет 0,2 мкм.

Выпускают и более простые одинарные лазерные устройства, у которых лазерный осветитель и приемник расположены в одной стойке (рис. 12.2.4).

11.11

Рис. 12.2.4     Лазерное устройство для контроля наличия инструмента, работающее на отраженном луче

Это устройство работает не по прерыванию луча, улавливая часть отраженного рассеянного луча.