Фрезерный станок
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (5D4 В 2 С 1 00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ
К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITHA (21) 3715151/25-08 (22) 13,02 ° 84 (46) 23.04.86.Бюл. Ф 15 (71) Вильнюсский ордена Трудового
Красного Знамени станкостроительный завод "Жальгирис" (72) П.А.Ратомский и В.М.Шафранович (53) 621.914.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
У 984714, кл. В 23 С 1/00, 1981. (54)(57) ФРЕЗЕРНЬЙ СТАНОК, включающий консоль с размещенными в ней приводами подач и повторного позиционирования, контур управления подачей, связанный со схемой переключения эталонов величин подач, измерительно-преобразовательную систему, связанную с блоком электроавтоматики и системой числового программного управления, кинематические цепи, ÄÄSUÄÄ 1225707 А связывающие привод подач с исполнительным органом, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьппения точности и упрощения конструкции, привод подач связан с приводом повторного позиционирования, на выходном валу которого установлена введенная электромуфта, связывающая выходной вал повторного позиционирования с кинематической цепью линейных перемещений, при этом кинематическая цепь повторного позиционирования снабжена двумя параллельно установленными валами, связанными друг с другом кинематически, на выходе которых установлены электромагнитные муфты, связывающие упомянутые валы с последним звеном кинематической цепи линейных перемещений, установленным в исполнительном органе.
1225787
Изсбре гение относится < cccaнi»:: строению и может быть кс:o))1-. —:o?IBнэ
ыа предприятиях прОизБОдящих, 1::=д:=лия повышенной и высокой степени точ".
Цель изобретения — псвышенке точности и производительности путем стабилизации силового параметра при обработке па трем координат}(ь<м o<ям, обеспечения сптимяльногс зна ения подачи HB нреэание и повторного пози-. ционирования стола в исходную координат) с высокой тОЧнОстью в т BIIpанленки трех координатных асей. прячем одновременнога повторногс пози <иониронания в направлении двух ксардипат.НЫХ ОСЕЙ
НВ, фиг,1 предстЯнл нЯ кинемЯти- ческая схема предлагаемого станка: на григ.2 — блок-схема электрических связей; на фиг.3 — график нрезания фрезы в заготонку; на фиг„4 - схема обработки;. на фиг.5 — схема переключения эталонов напряжения уставок величины подачи.
Станок состоит из оснонBíHÿ 1 (фиг,))„ на котором установлена станина 2, консоли 3, закрепленной ня направляющих /} станины 2. Внутри с.тани??ы 2 размещен привод глявнога дви-.<е}(кя (He показан), внутри кс<н-. с.оли 3 размещен привод подач, состоя}< щя»51 И я КИНЕМатт}ЧЕСКОЙ ЦЕПИ ТСЧНОта
Г(сн. Срнога позиционирования и к-.!E((»мЯ(кис)("к<)й де}(и с т Ябклиз а}}и(} с}1лсв ого параметра, Цепь точного повтор.ногс позиционирования имеет входной нал 5, на противоположном конце которого установлена электрическая муфта 6, кинематически coeqHH(»H— ная с поводком 7, выполненным в ни-,це г(олнога ц?(лип.-дра, внутри катсрога проходит внл 5, а на наружной e-, ) поверхности 8 установлены: зубчатое колесо 9 - для привода кулач<а 1О, управляющего микропереключателями
11 и 1" и зубчатое колесо 13., соециненнсе, например, нинтами 1/5 к штиф— тами 15 со стопором 16. зуб}атае колесо 13 и стопор 16 прижаты пружиной
17 к фланцевому выступу !8 поводка 7 через износостойкие опоры (9 к входит н зацепленке с зубчатым колесом "i), I Ккиематическая цепь стабилизации силового параметра состоит из эпектродвигателя 23, сопряженного муфтой i-,."<.СЦ}ll»(,,(: —, Я;13 I - . HB - ОР:) }1 т-С— )<}а л т» т ацт» > 27 Н а- "O )»;,II л.ккл»т ?IB 5) 8 ч 7, (())Нот)ОК )тпар 2 с О1(ряжен с эле:.тра}(у)этой 28 H валом 2: HB котором, .:.Тягснленс зубчатое колесо 29 передающее нраIIie>ic1e < >sec. <т 30 к aoBJ(ó 31 ) < р)(.()/ c ;- °, (» R i: F Ho цн я к с с(е <, ьи(ьт т 3 ) ве}3 гикятт -,ного перр»»»щ- -»(т>т I "Ог!и 3 с. OJIpHze;I " Haio}1 31 - »зез ;"С „((т, а >,) К л} ПOCp /) Стто т;ЛС вЂ”,., po (»"(т>(ГГЫ,5 уС«1 я?(т) .» -тЕ .». (от ЯЯ ко " opoM уc. тансв лена кОне -. "e< i:, 0 е I ° 8.,Вртт» > iС Проц,-! )I IJO< » Г(Е <, ЕЬ(Е<< ) т .,- тС }iB -I I CB; BBH ) НЯ OI", JOCPB)»I :1Н ОМ -,»т!Зт(ЯТЬ<Х > ) знНТ Ч <> ПСПЕрЕЧН<) Г 0 Пср)ЯМЕ<((ЕНИ>(С TO () О c:HEIBBI) C HB(io( ЯЬ(ь(т,(.;Q J О- .. Ой несет информацию с -., =.;=:-IeíHH асей .< Ос):-<д(иыят Ti J c ñ <)цинeã тс-}F " )1()B,.-.,<ИСПИРС<НЯПИЯ, Вот}ОМСГ<атс.)1)1»?(Ь(Е ". С(анды для реализации функций уп;)ав-lieHH5II, СКСРССтлт Г(< N ПОДЯЧЯМ:-::. H< -.(СЛНИт=}(i-,ных Органон, <1)иг, 2), Система 55 Ч) .:" связана = )Iioi 5б электроантомв>гики станка, Б}(ск 50 элек Грсан томя ".., -п<и c I BH.<8. э )1 :. ктт»н1ески с. вя -(ян сО (тансчнь&1 и <-льтО<". "/ оператора. и рясполсженньгч н нем дг(я зяданкя установки ci :. Илялл»ьнсй фОрсировяннсй,ojiB<(H) HB i.P: -BtiH e 5 В -ВИЦЕ ЭТЯ. (Оттт» - 11BJI ))л)5 co?JI45- 1}рс)горцксняльнс ее знаке.—:.1»ю, "ИР C TOP?II)(J(Г(т)ЕО6РЯЗСВЯТСт(ЕМ .: JIPH . :.Ода линейных перемещений> п).яводам /; (lL) l Очнс Гс ПОьтОР НОГО п)сзи}1 }снв Рсн 8. 1)кя и 1}р})}в<О. :.)l.,i <3 > Гл»анна} О дн(>„< (зния, ) IJ»(()OP(fB.qHЯ O I1POJ,eC() :,.1 -oc "cу1т.я.:-т; .:: -. «6 : стябнли "B.цки и}ссво: с пя.ря.;е?1 я, в ",О (орсi". T)BCположен зада тчик L 5 -; ровня с табклизас i 1225707 30 50 резание в виде эталона напряжения U .В блоке 56 электроавтоматики станка выполнена связанная с ним, схема 66 переключения эталонов напряжения уставок величины подачи на 5 врезание U„„ рабочей U и ускоренной 11„,„ при помощи контактов Kl,Ê2 КЗ и К4 (фиг.5). Станок работает следующим образом. В запоминающее устройство системы 55 ЧПУ (фиг.2) вводят программу на обработку детали, а при помощи задатчика 65 уровня стабилизации силового параметра, расположенного в бло- 15 ке 64 задают величину уставки U пропорциональную мощности на резание. Задатчиком 58 задают величину уставки 11 „, определяющую оптимальное значение форсированной подачи на врезание. При поступлении команды "Пуск", из пульта 57 оператора, из запоминающего устройства системы 55 ЧПУ, автоматически выбирается очередной кадр программы, который 25 отрабатывается в следующей последовательности: например, при фрезеровании поверхностей А,Б и паза В (фиг.4) автоматически включается привод главного движения не пока1 зан, из системы ЧПУ поступает эталон напряжения U,„,„,ñîîòâåòñòâóþùèé, уставки скорости ускоренной подачи, который через блок 56 электроавтома— .тики и замкнутый контакт Kl (фиг.5) З5 воздействует на тиристорный преобразователь 59 привода линейных перемещений, обеспечивая вращение электродвигателя 23 с частотой вращения, пропорциональной ускоренному ходу. 40 При этом осуществляется подвод заготовки по оси (+Х) на ускоренном ходу к инструменту (фиг.l и 4), для обработки поверхности А включается электромуфта 27 и вращение от элект- 45 родвигателя 23 через муфту 24 передается входному валу 5 и далее через зубчатую пару 25 и 26 валу 22. С последнего через зубчатые колеса 29 и 30 вращение перемещается валу 31 и далее зубчатой передачей 32,41 и 42 при включенной муфте 47 .валу 43 и конической паре 45 и 44 и через коническую пару 46 ходовому винту 39 продольного перемещения стола 40 по оси (+Х). После достижения исполнительным органом, например столом 40, заданной координаты X сброса скорости, 1 которая (координата) фиксируется датчиком 54 линейных перемещений, из системы 55 ЧПУ поступает команда. в блок 56 электроавтоматики станка на переключение скорости подачи с ее ускоренного значения до оптимальной на врезание (фиг.3) путем переключения (фиг.5) эталона напряжения, соответствующего уставке скорости ускоренной подачи U,„ (контакт Kl при этом размыкается) на эталон напряжения, соответствующий уставке U „, определяющей оптимальную подачу на врезание (контакт К2 при этом замыкается),Н3 блока 56 электроавтоматики станка (фиг.2 и 5) на вход тиристорного преобразователя 59 поступает уставка скорости подачи на врезание, которая обрабатывается регулируемым приводом линейных перемещений. По мере врезания фреэы в заготовку и достижении установочного значения напряжения Пр контакт КЗ размыкается и замыкается контакт К4 (фиг.5). При обработке поверхнос— ти А возрастает значение силового параметра, который контролируется измерительным преобразователем 63, выходной сигнал которого о процессе резания 62 поступает в блок 64 стабилизации силового параметра, где сравнивается с уровнем сигнала задан" ным задатчиком 65 уровня стабилизации на протяжении всего процесса резания, автоматически изменяя при этом величину подачи. При достижении исполнительным органом (например, столом 40) заданной координаты Х длины прохода система 55 ЧПУ выл дает сигнал блоку 56 автоматики на отключение электромуфт 27 и 47. Далее из блока 56 электроавтоматики (фиг.2) в систему 55 ЧПУ.поступает сигнал об окончании кадра. Автоматически из запоминающего устройства вводится новый кадр программы и осуществляется его обработка по следующей последовательности: включается питание электромуфт 27 и 47 (фиг.1), подается задание на электродвигатель 23 и выполняется позиционирование по оси (-Z) (фиг.4 путем передачи крутящего момента от вала 5 зубчатой паре 25 и 26, валу 22, зубчатым колесам 29,30 и 34, валу 32 конической зубчатой паре 38 и далее ходовому винту 33 перемещения кон1225707 соли 3 на величину — Z = 10 мм, отсчитываемую датчиком 52 линейнь|х перемещений. Затем выполняется перемещение на величину +Y=20 стола 40 в направлении оси +Y, при этом включаются электромуфты 27 и 47, а крутящий момент от электродвигателя 23 через. эубчать1е колеса 25 и 26 поступает на вал 22 и далее посредством зубчатых колес 29 и 30 на вал 31, а затем зубчатыми колесами 41,49 и 50 передан ходовому винту 48 перемещения стола 40 на величину +7=20 мм, отсчигываемую датчиком 53 линейных перемещений. Из блока 56 электроавтоматики в систему 55 ЧПУ поступает сигнал об окончании кадра. Автоматически иэ запоминающего устройства вводится новый кадр программы и осуществляется его обработка для обработки поверхности Б по следующей последовательности: вклЮчаются привод главного движения (не показан), электромуфты 27 и 47 и электродвигатель 23, при этом вращение от входного вала 5 через зубчатую передачу 25 и 26 передается валу 22 и далее зубчатым ко лесам 29 и 30, валу 31, от которого зубчатой передачей 41 и 42 валу 43 и конической зубчатой паре 44 и 45, далее через коническую пару 46— ходовому винту 39 продольного перемещения стола 40 по оси -Х, Б связи с тем, что стол 40 после выполнения предыдущих переходов íà- 35 ходится в заданной координате +Х, сброса скорости подачи, то врезание фрезы в заготовку производится при значении подачи, равной оптимальной на врезание, поэтому из блока 56 40 электроавтоматики станка на вход тиристорного преобразователя 59 поступает уставка скорости подачи на нрезание, которая отрабатывается регулируемым приводом линейных пе- 45 ремещений, а по мере врезания фреэы в заготовку при обработке поверхносч:и Б возрастает значение силового параметра, который контролируется измерительным преобразователем 50 63, выходной сигнал которого о процессе резания 62 поступает в блок 64 i стабилизации силового параметра, где сравнивается с уровнем сигнала, заданным задатчиком 65 уровня стаби- 55 лиэации на протяжении всегс процесса резания, автоматически изменяя при этом величину подачи. При достижении столом 40 заданной координаты -Х длины прохода., контpoJIHpYèìÎÉ датчиком 54 линейных перемещений, система 55 ЧПУ выдает сигнал блоку 56 автоматики на отключение эпектромуфт 27 и 47, включение электромуфт 6,28, 27 и 51 на быстрый отвод стола 40 от фрезы однонременно по днум осям -7 и -Z при этом крутящий момeíò передается от электродвигателя 23 валу 5 и далее, при этом электромуфты 6 — поводку и зубчатому колесу 13, имеющему стопор 16. При повороте поводка зубчатое колесо 13 стопора 16 повернет колесо 20 и упор ?1 на угол, заданный упором 21, что определяет угол поворота нала 22 и сопряженных с ним зубчатыми колесами 29,30,34 и 32 ходового винта 48 поперечного перемещения стола 40. Зубчатое колесо 13, соединенное со стопором 16, прижато пружиной 17 к фланцевому выступу 18 усилием меньшим, чем способны передать электромуфты 6 и ?8, что обеспечивает передачу крутящего момента от поводка 7 к коническому зубчатому колесу 9 при заторможенных стопоре 16 и упоре 21. Когда упор 21 и стопор 1 соприкоснутся, то перемещение передвижных узлов консоли 3 и стола 40 прек- ратится, а кулачок 10, продолжая вра-, щения поводка 7 так как электромуфты б .и 28 еще запитаны и их допустимый момент больше, чем гереданаемый от действия пружины 25 и конического зубчатого колеса 9, через время Т отключает при помощи микропереключателя 11 питание на электро— муфтах 6 и 28 и, таким образом, выполнен точный и быстрый отвод консоли 3 и стола 40 соответственно по осям -Е и -Y. Далее автоматически от системы 55 Ч11У перемещение стола 40 по оси Х выполняется его позиционирование н координату +Х для подготовки к обработке паза В, при этом крутящий момент, при включении электродвигателя 23 к ходовому винту 39 продольного перемещения стола 40,передается аналогично выполнению перемещения н координату Х, При выходе 1 стола 40 в координату +. " фре3 эа не касается обработанных ранее поверхностей и тем самым не нарушает шероховатости и допуска обработки. После позиционирования стола 40 н 1225707 координату Х> система 55 ЧПУ выдает сигнал блоку 56 автоматики на отключение электромуфт 6,28,47 и 51 на быстрый и точный подвод стола 40 к фрезе одновременно по двум осям 5 ! +Y и +Z, при этом крутящий момент передается при включении электродвигателя 23 к ходовым винтам 33 и 48 аналогично быстрому отводу с той лишь разницей, что электродвига — 10 тель 23 теперь вращается в противоположном направлении. Далее по командам, поступающим от системы 55 ЧПУ выполняется перемещение стола 40 и фрезерование паза В в направлении 15 оси +Y = 30 мм, при этом включаются электромуфты 27 и 51 и крутящий момент при включении электродвигателя 23 через зубчатые колеса 25 и 26 поступает на вал 22 и далее посредст- 20 вом зубчатых колес 29 и 30 на вал 31, лри вращении которого он (крутящий момент) передан на ходовой винт 48 поперечного перемещения стола 40 при помощи зубчатых колес 41,49 и 50. 25 Датчик 53 линейных перемещений непрерывно направляет информацию в систему 55 ЧПУ для ее сравнения с задан— ным значением +7=30 мм, а при их совпадении электромуфта 51 обесточива- gp " ется и электродвигатель 23 тормозится, после чего поступает команда на опускание консоли по оси -Z возврат стола в положении загрузки и стоп программы. Реализация предлагаемого решения на консольно-фрезерном станке позволяет повысить точность при повторном позиционировании исполнительного органа станка с 12 до 3 мкм при его перемещении по трем координатным осям за счет кинематической связи входного вала привода подач с устройством точного повторного позиционирования, уменьшить на ЗОБ значение общего поля рассеяния размеров обрабатываемых заготовок путем стабилизации силового параметра и компенсации деформаций системы СПИД при обработке по трем координатным осям, сократить в 2 раза мгновенное поле рассеяния размеров эа счет обеспечения оптимальной подачи на врезание, используя электрическую связь блока стабилизации и системы управления путем программирования координаты врезания и уровня подачи на врезание и обеспечивая при этом автоматическое уменьшение (сброс) величины подачи с ее ускоренного значения до определенной на врезание, 1225707 Составитель В. Влодавский Редактор Н.Бобкова Техред И.Попович Корректор М.Шароши Заказ 2022/11 Тираж 1001 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Я(-35, Раушская наб., д.4/5 Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная, 4
