Устройство для управления нарезанием резьбы

 

O Il N C A H И K 7083О5

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 19.08.77 (21) 2518022/18-24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 05.01.80. Бюллетень № 1

Дата опубликовайия описания 15.01.80 (51) М. Кл.

G 05 В 19/18

Гюсудврственный кемнтет

СССР пв делам изобретений и открытий (53) УДК 621.503..55 (088.8) (72) Авторы изобретения

Я. Г. Гольдин, A. Ю. Мальчик, Г. М. Озеркович и Л. Н. Файнштейн (71) Заявитель

Особое конструкторское бюро станкостроения (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ НАРЕЗАНИЕМ РЕЗЬБЫ

Изобретение относится к области автоматического управления и может быть использовано преимущественно в станкостроении для обеспечения синхронной связи между приводами главного движения и подачи, например, в металлорежущих станках для нарезания резьбы.

Известны устройства управления нарезанием резьбы.

Одно из известных устройств резьбонарезания представляет собой механическую гитару с набором сменных шестерен, встроенную в кинематическую схему станка (1) .

Недостатком механического устройства резьбонарезания является ограниченность его технологических возможностей. Действительно, каждому шагу резьбы соответствует своя пара высокоточных зубчатых колес.

Трудности их изготовления и хранения ограничивают набор шагов, которые можно получить с помощью механического устройства резьбонарезания. Точность резьбы при нарезании ее механическим устройством зависит от точности изготовления зубчатых колес, т. е. ограничена технологическими возможностями механического производства.

Известны систсмы типа «электрический вал», включающие;ельсин-датчик на шпинделе и сельсин — приемник «а узле, обра5 зующие систему следящей связи (2).

Зти устройства упрощают процесс сцепления -рас . вяления синхронной связи между шпинделем; узлом. 0;,!!àêî для изготовления набора шагов резьб они также требуют набора зубчатых колес для изменения о коэффициента передаточного отношения между узлом и сельсин-датчиком, так как сам «электрический вал» дает постоянный коэффициент передачи, равный 1. Ввиду того, что в этих устройствах передача не

1 силовая, а измерительная, к изготовлению колес предъявляются менее жесткие требования, но остальные недостатки, присущие механическому устройству резьбона резная, сохраняются.

Наиболее близким техническим решени2" ем к данному изобретению является устройство для управления нарезанием резьбы, содержащее главный привод, подключенный к первому редуктору и к датчику углово708305 го положения, выход которого соединен к первому входу блока вычисления шага метрической резьбы, второй вход которого подключен к выходу задатчика шага метрической резьбы, и привод подачи, подключенный к датчику линейного перемещения и ко второму редуктору (3).

Недостатком данного устройства является ограниченность технологических возможностей устройства, а именно: устройство может работать только с постоянным коэффициентом передачи в кинематической цепи станка. Действительно, для расширения технологических возможностей станков следует иметь возможность проводить резьбонарезание различными узлами, подключаемыми к одному приводу подачи (например, продольным перемещением шпинделя или нижних саней) либо с использованием планшайбы.

Во всех этих случаях изменяется коэффициент передачи либо в цепи узла, либо в цепи режущего инструмента, причем значения коэффициентов передачи могут представлять собой иррациональные числа.

Вторым недостатком данного устройства является низкая точность выполнения дюймовой резьбы с метрическими ходовыми винтами и метрической резьбы с дюймовыми ходовыми винтами, так как эквивалентные шаги дюймовых резьб, выраженные в мм, в большинстве случаев представляют собой иррациональные числа и для реализации их требуются многоразрядные задатчик шага и вычислитель.

Целью предлагаемого изобретения является повышение точности и расширение функ циональных возможностей устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройство введены задатчик коэффициента передачи и последовательно соединенные задатчик параметра дюймовой резьбы, блок вычисления шага дюймовой резьбы, элемент

ИЛИ и блок коррекции, подключенный к приводу подачи, второй вход блока вычисления шага дюймовой резьбы соединен с выходом датчика углового положения, второй вход элемента ИЛИ соединен с выходом блока вычисления шага метрической резьбы, второй вход блока коррекции подключен к выходу задатчика коэффициента передачи, входы которого соединены с выходами первого и второго редукторов.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства для управления нарезанием резьбы. Устройство содержит последовательно соединенные главный привод 1, первый редуктор 2, датчик углового положения 3 и блок вычисления шага метрической резьбы 4, задатчик шага метрической резьбы 5, задатчик параметра дюймовой резьбы 6, блок вычисления шага дюймовой резьбы 7, элемент ИЛИ 8, блок коррекции 9, привод подачи 10, датчик линейного перемещения 11, второй редуктор 12 и задатчик коэффициента передачи 13.

Устройство работает следующим образом.

Главный привод 1 приводит во вращение

s режугций инструмент через редуктор 2, имеющий два значения коэффициента передачи в зависимости от того, где закреплен инструмент в шпинделе (К = 1) или в планшайбе (К = 1,52823).

Привод подачи 10 через редуктор 12 0 обеспечивает взаимное продольное перемещение инструмента и заготовки.

Редуктор 12 подключает к приводу 10 тот или иной узел станка (что диктуется удобствами технологии обработки), при этом коэффициент передачи этого редуктора для каждого узла свой (например, при выборе нижних саней К = 1, а при выборе шпинделя К = 2,5) .

Кроме изменения коэффициента передачи редуктора 12 во время работы, возмож20 ны его изменения в зависимости от типа ис полнения станка (с метрическими или дюймовыми ходовыми винтами) .

Для выполнения резьбы заданного шага при любых возможных сочетаниях коэффициентов передачи первого и второго редукторов введен задатчик коэффициента передачи 13, который учитывает реальную кинематику станка, соответствующую используемой технологии обработки.

Датчик углового положения 3, соединенный с главным приводом 1, выдает информацию об угловом перемещении в ьиде унитарного кода.

Этот код подается на входы блоков 4 и 7, представляющих собой управляемые

З делители, коэффициенты передачи которых определяются задатчиками 5 и 6 согласно следующим выражениям: а) для блока 4: где N ex — число импульсов на входе блока 4

Ng — число импульсов на выходе блока 4;

S — шаг метрической резьбы, задаваемый задатчиком 5;

S — максимальный шаг, задаваемый

4 задатчиком 5; б) для блока 7: и щ 254 (2)

Ф в и в.,„ где Хьх — число импульсов на входе блока 7

Nsbt — число импульсов на выходе блока 7;

50 п — количество ниток на дюйм, параметр дюймовой резьбы, задаваемый задатчиком 6;

25А — — эквивалентный шаг дюймовой резьбы выраженный в мм;

Я щ „— максимальный шаг, задаваемый задатчиком 5.

В зависимости от вида нарезаемой резьбы реализуется то или иное выражение, при708305

ЦНИИПИ Заказ 8485/42 Тираж 9% Подписное

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 чем переключается только структура, а оборудование практически является общим и соответствует реализации одного из выражений (1) или (2). Блоки 4 и 7, построенные по такому принципу, позволяют с требуемой точностью реализовать как метрические, так и дюймовые резьбы без использования многоразрядного вычислительного оборудования, несмотря на то, что эквивалентные шаги большинства дюймовых резьб, выраженные в мм, представляют собой иррациональные числа.

Выходы блоков 4 и 7 объединяются элементом ИЛИ 8 и подаются на вход блока 9.

Этот блок, управляется задатчиком 13 и осуществляет учет реальной кинематики станка, изменяя требуемым образом общий коэффициент передачи канала так, что на вход привода 10 поступает последовательность импульсов, соответствующая заданному шагу резьбы при любой технологии обработки. Это обстоятельство значительно расширяет технологические возможности, позволяя применять оптимальную технологию обработки.

Для обеспечения синхронного с вращением главного привода движения привод подачи 10 замыкается в следующую систему по положению при помощи датчика 11.

Предлагаемое устройство позволяет реализовать с требуемой точностью как метрические, так и дюймовые резьбы без использования многоразрядного оборудования, причем оно значительно расширяет технологические возможности, позволяя применять оптимальную технологию обработки.

Электронное устройство резьбонарезания позволяет изготовлять по шестой степени точности метрические резьбы в диапазоне шагов от 1 мм до 10 мм и дюймовые резьбы от 4 до 20 ниток на дюйм.

Внедрение данного устройства обеспечит расширение технологических возможностей станка за счет введения механизма, позволяющего осуществлять нарезание резьбы различными органами станка шпинделем, нижними санями, планшайбой, и значительное уменьшение трудоемкости механической обработки устройства, необходимого для встройки во все горизонтально-расточные станки гитары сменных шестерен.

Формула изобретения

Устройство для управления нарезанием резьбы, содержащее главный привод, подключенный к первому редуктору и к датчику углового положения, выход которого подсоединен к первому входу блока вычисления шага метрической резьбы, второй вход которого подключен к выходу задатчика шага метрической резьбы, и привод подачи, под45 ключенный к датчику линейного перемещения и ко второму редуктору, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей устройства, в него введены задатчик коэффициента передачи и последовательно ñîåдиненные задатчик параметра дюймовой резьбы, блок вычисления шага дюймовой резьбы, элемент ИЛИ и блок коррекции, подключенный к приводу подачи, второй вход блока вычисления шага дюймовой резьбы соединен с выходом датчика углового положения, второй вход элемента ИЛИ соединен с выходом блока вычисления шага метрической резьбы, второй вход блока коррекции подключен к выходу задатчика коэффициента передачи, входы которого соединены с выходами первого и второго редукторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Горизонтально-расточные станки 2А620, 2А622, 2А620-1, 2А622-1, часгь 1, книга 1, описание — Изд. В С «Станкоимпорт», СССР, Москва.

2. Разработка и се..едозаиие системы электровала постоянного тока " тпристорным преобразователем. НИР-Л50, !968

3. Акцептованная заявка Великобритании Мо 14111 8, кл. G 3 N 1975 (прототип).