Роторный зубодолбежный станок

 

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано при проектировании роторных зубодолбежных станков, оснащенных устройством ЧПУ. Цель изобретения - повышение точности за счет учета погрешности позиционирования приводов. В станке образованы каналы синхронизации ротор - круговые столы, образованные импульсным измерительным преобразователем, счетчиком с блоком передаточных отношений, блоком элементов И, блоком фазовых дискриминаторов, количество которых равно количеству столов, блоком счетчиков, соединенными с импульсными измерительными преобразователями, установленными на круговых столах. Вход блока счетчиков соединен с блоками перадаточных отношений через элементы И. Выходы блока фазовых дискриминаторов через блок суммирующих усилителей и через блок коммутаторов соединены с электродвигателем привода стола. Каналы синхронизации шпиндели - круговые столы состоят из импульсно-измерительных преобразователей, соединенных с блоком счетчиков через блок элементов И, подключены к входам блока фазовых дискриминаторов каналов синхронизации ротор - круговые столы, таким образом осуществляя взаимную корректировку позиционирования. Каналы коррекции приводов шпинделей состоят из генератора эталонных импульсов счетчика и блока передаточных отношений. Выход счетчика соединен с вторыми входами блока фазовых дискриминаторов, блока счетчиков, блока импульсно-аналоговых преобразователей и блока суммирующих усилителей, соединенных с устройством ЧПУ. Выходы блока суммирующих усилителей через блок путевого управления соединен с электродвигателем соответствующих шпинделей. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИК

СОЦИА ЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК. (51) 5 В 23. 1 5/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4346240/31-08 (22) 18. 12. 87, (46) 07.08.90. Бюл. Р 29 (71) Новополоцкий политехнический институт им.Ленинского комсомола

Белоруссии (72) A.И.Голембиевский (53) 621.8-209.3 (088.8) (5e) Авторское свидетельство СССР

t; 1324778, кл. В 23 П 15/12, 1987, (54) РОТОР1ПЙ ЗУБОДОЛБЕЖНЫЙ СТАНОК (57) Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано при проектировании роторных зубодолбежных станков, оснащенных устройством ЧПУ. Цель изобретения — повышение точности за счет учета погрешности позиционирования приводов. В станке образованы каналы синхронизации ротор — круговые столы, образованные импульсным измерительным преобразователем, счетчиком с блоком передаточных отношений, блоком элементов И, блоком фазовых дискриминаторов, количество которых равно количеству столов, блоком счетчиков, соединенными с импульсными измерительными преобразователями, установИзобретение относится к станкостроению и может быть использовано при проектировании роторных эубодолбежных станков, оснащенных устройством ЧПУ.

Цель изобретения — повышение точ- . ности за счет учета погрешности позиционирования приводов.

„„SU„„1583229 А 1

2 ленными на круговых столах. Вход блока счетчиков соединен с.блоками пе редаточных отношений через элементы

И. Выходы блока фазовых дискриминаторов через блок суммирующих усилителей и через блок коммутаторов соединены с электродвигателем привода стола, Каналы синхронизации шпинде1ли — круговые столы состоят из импульсно-измерительных преобразователей, соединенных с блоком счетчиков через блок элементов И, подключены к входам блока фазовых дискриминаторов каналов синхронизации ротор — круговые столы, таким обра" зом осуществляя взаимную корректировку позиционирования. Каналы коррекции приводов шпинделей состоят иэ генератора эталонных импульсов счетчика и блока передаточных отношений, Выход счетчика соединен с вторыми входами блока фазовых дис-, криминаторов, блока счетчиков, блока импульсно-аналоговых преобразователей и блока суммирующих усилителей, соединенных с устройством ЧПУ. Выходы блока суммирующих усилителей через блок путевого управления соединен с . электродвигателем соответствующих шпинделей. 4 ил.

На фиг.1 приведена схема приводов роторного зубодолбежного станка; на фиг.. — вид А на фиг.1; на фиг.3— блок-схема задающих координат устройства для синхронизации приводов; на фиг.4 — блок-схема ведомых координ ат.

1583229

Станок содержит электродвигатель

1, управляемый от устройства ЧПУ 2 через блок 3 управления,. кинематически связанный посредством червячной передачи 4 с ротором 5, смонтирован5 ным на колонне 6 и базирующемся на станине 7.

IIa роторе " равномерно по окружности с возможностью,пвижения по кру- 10 говым направляющим размещены круговые столы 8. Привод каждого кругового стола осуществляется от отдельного электродвигателя 9 через зубчатую передачу 10.

Па каждом круговом столе 8 смонтирован делительный стол 11, получающий круговую подачу от кинематически связанного с ним электродвигателя 12.

Па роторе 5 установлень| инструментальные суппорты 13 в количестве, равном количеству делительных столов.

В каждом суппорте 13 смонтирован шпиндель 14,несущий стандартный долбяк.

Привод поступательно-возвратного движения шпинделя осушеcòIçëÿåTcÿ от, электродвигателя 15, кинематически связанного с кулисным механизмом 16 шпинделя. Привод вращательного дви30 жения шпинделя 14 осуществляется от электродвигателя 1?.

Ротор 5 и шпиндели 14 явпяются задающими координатами устройства для синхронизации круговых и делительных столов с ротором и шпинделями ° Это устройство выполнено пс схеме задающая — ведомая координата в виде каналов синхронизации.

Количество каналов синхронизации ротор-круговые столы равно количеству круговых столов (н11 фиг.3 и 4 показано три канала), Зти каналы ссдержат общий импульсный измерительный преобразователь 18, кинемати- 45 чески связанный посредством зубчатой передачи 19 с ротором 5 и соединенный1 со счетчиком 20., оснащенным блоком 21 передаточных отношений. Выход счетчика 20 через блок элемен- 50 тов И 2? соединен с первыми входами блока Аазовых дискриминаторов 23, количество которых равно количеству круговых столов 8. Вторые входы блока фазовых дискриминаторов 23 сое- 55 динены с выходами блока 24 счетчика, соединенных своими входами с импульсными измерительными преобразователями 25, установленными на круговых столах Я.

Блок счетчиков 24 соединен с двумя общими блоками 26 и ?7 передаточных отношений соединенными со счетчиками. параллельно через два элемента If 28 и 29. Выходы блока 23 фазовых дискриминаторов через блок

30 импульсно-аналоговых преобразователей соединены с вторыми входами блока 31 суммирующих усилителей.

Первые входы блока 31 суммирующих усилителей соединены через блок 32 ключей с блоком 33 подачи врезания и через блок 34 ключей с блоком 35 позиционирования, Выходы блока 31 суммирующих усилителей через блок 36 ключей и блок

37 усилителей мощности срединен с электродвигателями 9 привода соответствующего кругового стола 8.

Каналы синхронизации шпиндели— круговые столы содержат импульсные измерительные преобразователи 38, установленные по одному на каждом шпинделе 14 и соединенные с блоком

39 счетчиков, соединенным с блоком

40 передаточных отношений. Выходы блока 39 счетчиков через блок элементов И 41 соединены .с первыми входами блока 23 Аазовых дискрими наторов каналов синхронизации ротор круговые столы.

Каналы синхронизации шпинделиделительные столы содержат импульсные измерительные преобразователи

42, установленные на делительных столах 11 и соединенные с блоком

43 счетчиков, соединенным с общим блоком 44 передаточных отношений.

Выходы блока 43 счетчиков соединены с первыми входами блока 45 Аазовых дискриминаторов. Вторые входы блока 45 Аазовых дискриминаторов соединены с выходами блока 39 счетчиков, а выходы блока Аазовых дискриминаторов через блок 46 импульсноаналоговых преобразователей с вторыми входами блока 47 суммирующих усилителей. Первые входы блока 47 суммирующих усилителей соединены с блоком 48 круговых подач, а выходы через блок 49 ключей и блок 50 усилителей мощности с электродвигателями

12 соответствующих делительных столов 11.

Каналы коррекции приводов шпинде-; лей 14 содержат генератор 51 эталонных

1583229 импульсов, соединенный со счетчиком

52, соединенным с блоком 53 передаточных отношений.

Выход счетчика 52 соединен с нхо5 дами блока 54 фазовых дискриминаторон, количество которых равно количеству шпинделей. Входы блока 54 фазовых дискриминаторов соединены с блоком

39 счетчиков, а выходы через блок 55 импульсно-аналоговых преобразователей с первыми входами блока 56 суммирующих усилителей, соединенных своими вторыми входами с устройством ЧПУ 2.

Выходы блока 56 суммирующих усилителей соединены с блоком 57 путевого управления электродвигателей 17 соот ветствующих шпинделей 14.

Входы блоков круговых подач 48, подач нрезания 33 и позиционирования 20

35 соединены-с генератором 51 эталонных импульсов.

В качестве электродвигателей 9, 12, 17 используются нысокомоментные машины постоянного тока, позволяющие бесступенчато регулировать круговую частоту при настройке на режим работы станка.

По циклу. работы станка ротор 5 вращается непрерывно. управление кру- 3О говой частотой электродвигателя,1 привода ротора осуществляется от устройства ЧПУ 2.

Электродвигатели !7 приводов шпинделей 14, янляющихся задающими коор, динатами, управляются от устройств

ЧПУ 2. Однако для обеспечения симметрии работы функционально связанных пар шпиндель-круговой стол и шпиндельделительный стол круговые подачи шпинделей синхронизируются между собой посредством коррекции сигналов путевого управления электродвигателей 17.

Круговая частота вращения электро- 4 двигателей 9 и 12 ведомых координат соответственно круговых столов 8 и делительных столов 11 устанавливается соответственно блоком 33 подач врезания и блоком 35 позиционирования для круговых столов и блоком 48 круговых подач для делительных столов.

Передаточные отношения функциональных связей ротор-круговые столы (этап позиционирования) устананли55 ваются посредством блоков 21 и 26 передаточных отношений в виде коэффициентов, определяющих равенство круговых частот ротора и круговых столов. Аналогично блоками 27, ?6 и 40, 44 передаточных отношений (этапы врезания и профилирования) устанавливается соотношение круговых частот н виде коэффициентов соответственно функционально связанных пар шпиндель-круговой стол и шпиндельделительный стол.

Циклы обработки зубчатых колес на каждом из делительных столов одинаковы, но смещены по времени на величину, равную времени поворота ротора 5 н движении В на угол 2 /К, где К вЂ” число делительных столов, равное в примере трем.

На фиг,2 приведено положение, когда продольный стол 8, несущий делительный стол 11 находятся в исходном положении относительно инструментального суппорта 13 на позиции загрузки-выгрузки, которая может осуществляться, например, промьппленным роботом.

В следующем по направлению вращения ротора положении исполнительных органон 8, 11, 13 в этот момент происходит профилирование зубчатого колеса. А и положении третьих исполнительных органов 8, 11, 13 профилирование закончено и осуществляется вывод дслбякя из зоны зацепления. при этом начинается этап позиционирования столов 8, 11 в зону загрузкивыгрузки.

Однотипные каналы синхронизации исполнительных органов также работают одинаково, но со смещением по времени в соответствии с программой работы станка. Поэтому рассмотрим цикл взаимодействия исполнительньгх органов в одном положении.

Станок работает следующим образом.

При включении электродвигателя 1 получает вращательное движение В ротор 5 с постоянной круговой частотой, причем цикл обработки колеса осуществляется за один оборот ротора.

Одновременно с сообщением движения ротору 5 по программе включается электродвигатель 15 привода поступательно-нозвра гного движения П шпинделя 14, расположенного в инструментальном суппорте 13. Затем BKJTlo чается генератор 51 эталонных импульсов. Этот генератор запускает блок 48 круговых подач, блок 33

1583229 подач врезания и блок 35 позиционирования.

По программе от устройства ЧПУ 2 через блок 56 суммирующих усилителей и блок 57 путевого управления.

5 включается электродвигатель 17, сообщающий круговую подачу В шпинделю

14. Одновременно на управляищий вход блока 36 ключей подается управляющий сигнал Ес, включающий соответствующий канал синхронизации шпиндель-продольный стол, а на управляющий вход блока элементов И 28, И 41 и блока 32 ключей управляющий сигнал В . В результате от блока 33 подач врезания через открытый по управляющему входу блок 32 ключей на первый вход блока 31 суммирующих усилителей поступает аналоговый сигнал, соответствующий подаче врезания

П кругового стола 8.

Таким образом, согласованными движениями В шпинделя 14 и П + продольного стола 8 осуществляется касатель- 25 ное врезание долбяка на высоту зуба обработанного колеса. Одновременно осуществляется коррекция движения П„. кругового стола 8. С началом движений В, и П импульсные измерительные преобразователи 25 и 38, установленные на продольном столе и шпинделе вырабатывают высокочастотные сигналы, соответствующие их действительной скорости. Эти сигналы поступают соответственно в блоки счетчиков 24 и 39, С выходов блоков счетчиков снимаются сигналы, соответствующие заданному посредством блоков передаточных отношений 26 и 40 передаточному отноше- 40 нию согласованных движений Â и П

Сигнал с блока 24 счетчиков поступает на второй вход блока 23 Аазовых дискриминаторов, а сигнал с блока 39 счетчиков через открытый по упРавляю- 45 щему входу блока элементов И 41 на первый вход этого же блока дискриминаторов.

В блоке 23 Аазовых дискриминаторов происходит сравнение сигнала задающей

- 50 координаты с сигналом ведомой координаты. В итоге на выходе блока фазовых дискриминаторов образуется корректирующий сигнал, который после преобразования в аналоговую Аорму в блоке

30 импульсно-аналоговых преобразователей поступает на вторые входы блока

31 суммирующих усилителей, где происходит коррекция путевого сигнала управления электродвигателем 9 ведомой координаты (кругового стола 8).

Этап врезания прекращается при совпадении оси 58 делительного стола

11 с плоскостью, проходящей через оси 59 и 60 соответственно инструментального суппорта 13 и ротора 5.

По программе с управляющего входа блока 36 ключей снимается управляющий сигнал !(с, а с управляющих входов элементов И 28, блока элементов И 41 и блока 32 ключей управляющий сигнал

В . Продольный стол 8 останавливается и Аиксируется. Одновременно на управляющий вход блока ключей 49 подается управляющий сигнал П, по которому начинается этап проАилирования зубчатого колеса.

На этапе проАилирования аналоговый сигнал с блока 48 круговых подач поступает,через первый вход блока 47 суммирующих усилителей, открытых по управляющему входу ключей 49 и блок

50 усилителей мощности на электродвигатель 12 делительного стола 11.

В итоге делительному столу 11 сообщается движение В с круговой подачей, заданной на блоке 48.

Согласованные движения Вз шпинделя

14 и Вz- делительного стола 11, остающихся неподвижными относительно рп-тора 5, в течение полного оборота делительного стола обеспечивают проАилирование зубчатого колеса.

Одновременно с проАилированием осуществляется коррекция движения

В> делительного стола. С импульсных измерительных преобразователей 38 и

4?, вырабатывающих высокочастотные сигналы, пропорциональные круговой частоте действительных значений Вз и В, поступают через блок 39 и 43 счетчиков, где происходит их деление за счет установки передаточного отношения на блоках 40 и 44 передаточных отношений, на входы блока 45 фазовых дискриминаторов. С выхода блока Аазовых дискриминаторов снимается сигнал рассогласования круговых частот движений Вз и В и после преобразования в аналоговую Аорму в блоке. 46 импульсно-аналоговых преобразователей поступает на вторые входы суммирующих усилителей 47 для коррекции сигнала управления электродвигатепями 12 делительного стола 11.

1583229 1О

Этап профилирования прекращается после переноса ротором 5 исполнительных органов в положение, указан»ое на фиг.2, В этом положении с блока 49 ключей снимается управляю5 щий сигнал П электродвигатель 12 привода делительного стола отключается, делительный стол 11 останавливается и фиксируется. Электродвигатель 15 привода поступательно-возвратного движения шпинделя 14 отключается, и последний выводится в крайнее верхнее положение.

Зятем по программе на блок 36 15 ключей подается управляющий сигнал

К, а на блок ключей 32 — управляющий сигнал В . В результате электродвигатель 9 вновь включается и продольный стол 8 со скоростью подачи врезания уходит из зоны профилирования по направляющим ротора 5 по ходу его вращения.

В итоге переносного и относительного движений делительный стол, опережая ротор, приходит в исходное положение загрузки-выгрузки. В этом положении по программе электродвигатель 9 привода продольного стола 8 реверсируется, с блока ключей 32, снимается управляющий сигнал В, а

30 на блок элементов 1i 22 И 29 и блок

34 ключей подается управляющий сиг"з

От блока 35 подачи позиционирования через открытый по управляющему входу блок 34 ключей на первые входы блока 31 суммирующих усилителей. поступают аналоговые сигналы, соответствующие подаче позиционирования П, равной но противоположно направлен- 40 ной скорости движения ротора 5. Поэтому при продолжающемся переносном движении, осуществляемом ротором, продольный стол 8 остается неподвижным относительно зоны загрузки-выгрузки 45 в течение времени, определяемом циклом обработки, его перемещения по направляющим ротора в исходное относительно него положение для повторения цикла обработки. 50

В течение всего периода позиционирования осуществляется стабилизация положения продольного стола 8 относительно зоны загрузки-выгрузки. Это обеспечивается сравнением высокочас- 55 тотных сигналов, поступающих от счетчика 20 и блока 24 счетчиков на входы блока 23 фазовых дискриминато- ров являю;:чхся аналогами действительных скоростей ротора и продоль,— ного стола. Один сигнал формируется импульсным измерительным преобразователем 18 и блоком 2! передаточных отношений, а другой - импульсным измеритеЛьным преобразователем 25 и блоком 27 передаточных отношений.

С выхода блока 23 фазовых дискриминаторов сигнал рассогласования через блок 30 импульсно-аналоговых преобразователей поступает на второй вход блока 31 суммирующих усилителей, где происходит коррекция сигнала управления электродвигателем 9 продольного стола 8.

На этапе позиционирования происходит замена обработанного колеса но" вой заготовкой. После чего цикл повторяется.

При работе станка обработка осуществляется одновременно на всех целительных столах. Коррекция циклов между собой осуществляется за счет синхронизации круговых подач шпинделей относительно эталонного высоко" частотного сигнала, вырабатываемого генератором 51 эталонного сигнала.

Сигнал с этого генератора непрерывно поступает на счетчик 52, с выхода .этого счетчика сигнал, соответствующий заданному значению круговой пода" чи шпинделей 14, устанавливаемому блоком 53 передаточных отношении, поступает на вторые входы блока 54 фазозых дискриминаторов на первые входы которых с блока 39 счетчиков поступают аналогичные сигналы, соответствующие действительным значениям круговых подач шпинделей. На выходах фазовых дискриминаторов образуются сигналы ошибок, которые после преобразования в блоке 55 импульсно-аналоговых преобразова елей сообщаются на вторые входы блока 5б суммирующих усилителей для коррекции путевых сигналов управления электродвигателями шпинделей.

Формула изобретения

Роторный зубодолбежный станок, содержащий привод ротора, несущего равномерно расположенные по дкружности круговые столы, на которых установлены с возможностью вращения делительные столы, приводы шпинделей, смонтированных в инструментальн 1.583229 суппортах, количество которых равно количеству делительных столов, и устройство для синхронизации круговых и делительных столов с ротором и шпинделями, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности позиционирования, станок снабжен устройством ЧПУ, двумя блоками усилителей мощности, двумя блоками путевого управления, шестью блоками передаточных отношений, тремя блоками фазовых дискриминаторов, тремя бпоками импульсно-аналоговых преобразователей, тремя блоками суммирующих усилителей, тремя блоками счетчиков, двумя счетчиками, двумя блоками элементов И, четырьмя блоками ключей, двумя элементами И, генера-, тором эталонных импульсов, блоком круговых подач, блоком подачи врезания, блоком позиционирования, десятьв импульсными измерительными преобразователями, причем первый измерительный преобразователь связан посредством зубчатой передачи с ротером, второй, третий и четвертый из.мерительные импульсы преобразователя устайовлены на круговых столах, пятЫй, шестой и седьмой измерительные импульсные преобразователи установлены на соответствующих шпинделях кругового стола, восьмой, девятый и десятый измерительные импульсные преобразователи установлены на шпинделях делительных столов, первый выход устройства ЧПУ через блок управления подключен к электродвигателю привода ротора, второй, третий и четвертый выходы устройства ЧПУ подключены к первым входам первого блока суммирующих усилителей, вторые входы которых через первый блок импульсно- аналоговых. преобразователей подключеHbl к выходам первого блока фазовых дискриминаторов, первые входы которого соединены с выходами первого блока счетчиков, первыми входами блска элементов И и первыми входами второго блока фазовых дискриминаторов, выходы которого через второй блок импульсно-аналоговых .преобразователей соединен.. с первыми входами второго блока суммирующих усилителей, причем его вторые входы объединены и подключены к выходу блока круговой подачи,, выходы второго блока суммирующих усилителей через первый блок ключей подключены к первому блоку усилителей.мощности, выходы которого соединены с электродвигателями делительных столов, вторые входы первого блока клю чей являются управляющими, первый импульсный измерительный преобразователь подключен через последовательно соединенные первый счетчик и второй блок элементов И и первым входом третьего Г>лока фазовых дискриминаторов и выходам первого блока элементов И, второй вход первого счетчика соединен с первым блоком передаточных отношений, второй блок передаточных отношений подключен к первым входам первого блока счетчиков, вторые входы которого соединены с выходами пятого, шестого и седьмого импульсных измерительных преобразователей, генератор эталонных импульсов соединен входами блока круговой подачи, блоком подачи врезания, блоком позиционирования и вторым счетчиком, второй вход которого соединен с третьим блоком передаточного отношения, выход второго счетчика подключен к вторым входам первого блока фазовых дискриминаторов, вторые входы первого блока элементов И являются управляющими

30 входами, вторые входы второго блока элементов И являются управляющими входами, четвертый блок передаточных отношений подключен к первым входам второго блока счетчиков, вторые входы которого подключены к восьмому, девя35 тому и десятому импульсным измерительным преобразователям, выходы вто: рого блока счетчиков подключены к вторым входам второго блока фазовых дискриминаторов, пятый блок переда40 точных отношений через первый элемент И подключен к выходу второго элемента И и первым входам третьего блока счетчиков., вторые входы которого подключены соответственно к второму, третьему и .четвертому импульсным измерительным преобразователям, шестой блок передаточных отношений соединен с первым входом второго элемента И, второй вход кото" рого является управляющим, второй вход первого элемента И является уп- равляющим, выходы третьего блока счетчиков подключены к вторым входам третьего блока фазовых дискримина55 торов, выходы которого через третий блок импульсно-аналоговых преобразователей подключены к первым входам третьего блока суммирования, выходы

1583229

14 которого через последовательно соединенные второй блок ключей и второй блок усилителей мощности подключены к электродвигателям привода столов, вторые входы второго блока ключей являются управляющими, выход блока подачи врезания соединен через третий блок ключей с вторыми входами третьего блока суммирования и выходами четвертого блока ключей, 5 блок позш ионирования подключен к входу четвертого блока ключей, вторые входы третьего и четвертого блока ключей являются управляемыми.

1583229 додА

Ф и(г)

ФФФ. У л zs

1583229

zz zs

Фиг. 4

Составитель А. Гришин

Техред М. Ходанич

Редактор С.Патрушева

Корректор „3.11àòëé

Заказ 2220 Тираж 521 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

113035, Москва, Б-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат. "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101