Двухкоординатный графопостроитель для вычерчивания траектории движения фрезы металлорежущих станков с числовым программным управлением

 

ж «ф я тбт1вЯ о и и ххЖ*гк

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

„„78813) К АВТОРСКОМУ СВИДНЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)И КЛЗ (22) Заявлено 210878 (21) 2660917/18-24 с присоединением заявки М

6 06 К 15/22

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытн и (23} Г1риори тет

Опубликовано15.1280. Бюллетень Но 46

Дата опубликования описания 15.1280 (53) УДК 681 327 .11 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г.С. Сырнев и В.В. Баглаев (71) Заявитель (54) ДВУХКООРДИНАТНЫИ ГРАФОПОСТРОИТЕЛЬ

ДЛЯ ВЫЧЕРЧИВАНИЯ ТРАЕКТОРИИ ДВИЖЕНИЯ ФРЕЗЫ

МЕТАЛЛОРЕЖУЦ ИХ СТАНКОВ С ЧИСЛОВЫМ

ПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ

Изобретение предназначено для использования в системах преобразования числовой информации в графическую при обработке информации на электронных вычислительных машинах в качестве выходного чертежного устройства, главным образом, при графическом контроле управляющих прогграмм дляметаллорежущих станков с числовым программным управлением, преимущественно вертикально-фрезерных и многооперационных станков типа обрабатывающий центр .

Известны двухкоординатные графопостроители, которые содержат основание с планшетом и регистрирующий узел с пишущим элементом, установленный с возможностью перемещения по планшету (1),(2) и (3).;

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является двухкоординатный графопостроитель для вычерчивания, например, траектории движения фрезы металлорежуцих станков с числовым программным управлением, содержащий основание с установленным на нем планшетом, регистрирующий узел с основньм пишущим элементом, связанный штангами с каретками, установленными с воэможностью перемещения на двух горизонтальных и двух вертикальных направляющих, жес; тко закрепленных на основании, и механизм суммирования движенйй центра

- и образующей фрезы, который выполнен в виде кривошипного привода, сообщаюцего планшету равномерно-поступательное движение в его. рабочей

1О плоскости по круговой траектории (чем имитируется движение образующей фреэы относительно ее центра), в то время как регистрирующий узел с пишущим элементом при воспроизведении проверяемой программы переме15 щается относительно неподвижного основания по траектории, воспроизводящей (с учетом выбранного мас-. штаба изображения) истинную траекторию движения центра фреэы по програм2О ме. В .результате этого графическое изображение траектории движения рабочего органа станка по программе, вычерчиваемое на этом графопостроителе, представляется в виде непрерывной линии, показывающей траекторию движения центра фреэы и наложенного на эту линию (на всем ее протяжении или только на отдельных, заранее выбранных участках) иэображеЗО ния результирующей траектории движе788131 ния образующей фрезы в процессе движения центра фрезы по программе.

При этом ширина этой дополнительной спиралеобразной линии изображает собой (в выбранном масштабе) истинную ширину фреэерования (соответственно истинную форму и размеры контура обрабатываемой детали), чем и обеспечивается повышение наглядности получаемого графического изображения и суцественное облегчение его последующего визуального анализа и размерного контроля. указанный принцип суммирования двух движений с помощью кривошипного привода успешно осуществляется практически, не вызывая каких-либо конструктивных и технологических трудностей в процессе его реализации, при относительно малых размерах подвижного планшета (например, не более 750 " 580 мм) и успешйо решает задачу получения графических изображений првышенной наглядности соответствуюцих размеров (3).

Однако применение этого принципа в конструкциях двухкоординатных графопостроителей с планшетами более крупных размеров (до 2000 3000 мм и более) связано с определенными трудностями, вызванными тем, что с увеличением размеров подвижных частей (т.е. самого планшета и подвижных деталей механизма кривошипного привода)cooTBeTcTBAHo возрастает и их масса и обусловленные ею инерционные нагрузки, для уменьшения влияния которых на работоспособность всего устройства требуется повышение жесткости всей конструкции, возникает необходимость в применении более мощного привода, в ограничении скоростей движения и т.д., что ведет к усложнению и резкому удорожанию всей конструкции, не гарантируя при этом ее высокой работоспособности.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей графопостроителя при упрощении его конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что графопостроитель содержит дополнительный пишущий элемент, а механизм суммирования движений центра и образующей фрезы выполнен в виде планшайбы, установленной íà регистрирующем узле с возможностью фиксирования осевого перемещения, например, с помощью электромагнита, расположенной соосно с основным пишущим элементом и связанной с приво-, дом ее вращения, дополнительный пишущий элемент установлен на планшайбе эксцентрично относительно основнОго с возможностью регулировки радиального положения, кроме TgI"о, тем, что привод вращения планшайбы выполнен в виде одноступенчатого редуктора с многоскоростным электродвигателем.

На фиг.1 показана принципиальная схема предлагаемого графопостроителя; на фиг.2 — разрез A-A на фиг.1.

Графопостроитель состоит из основания 1 с установленным на нем план шетом 2, регистрирующего узла 3 с основным пишущим элементом 4, связанным штангами (вертикальными) 5 и (горизонтальными) 6 с каретками 7, установленными с возможностью перемещения на двух горизонтальных 8 и

9 и двух вертикальных 10 и 11 направляющих, жестко зекрепленных на основа5

t0 нии 1, механизма суммирования движений центра и образующей фрезы, вы60

65 выключение электродвигателя и электромагнита.

Подготовка предлагаемого графопостроителя к работе включает в себя установку дополнительного пишущего элемента 26 на требуемую величину полненного в виде планшайбы 12,, ус15 тановленной на регистрирующем узле

3 с возможностью фиксирования осевого перемещения, например, с помощью электромагнита 13, расположенной соосно с основным пишущим элементом 4 щ и связанной с приводом ее вращения, выполненным в виде одноступенчатого редуктора, расположенного внутри корпуса 14 и состоящего из ведущей

15 и ведомой 16 шестерен, ведомая шестерня 16 закреплена на полом шпинделе 17, а ведущая 15 — на приводном валу 18 многоскоростного электродвигателя 19.

Планшайба 12 закреплена на конце выступающего из корпуса 14 полоЗр го шпинделя 17, помещенного с возможностью осевого перемещения в цапфе 20, выполненной в дне корпуса 14.

Полый шпиндель 17 подпружинен в направлении рабочей плоскости планшета

3S посредством пружины 21. Планшайбы

12 представляет собсй диск со сквозным, диаметрально выполненным пазом, в котором помещена с возможностью перемещения ползушка 22, поло40 жение которой регулируется с помощью микрометрического винта 23, зафиксированного в осевом направлении посредством планки 24, закрепленной на планшайбе 12.. Ползушка 22 снабжена отверстием для размещения и крепления винтом 25 дополнительного пишуцего элемента 26, который располагается параллельно и эксцентрично относительно основного пишущего элемен-. та 4, подпружиненного посредством

50 пружины 27 в направлении рабочей плоскости планшета 2.

Графопостроитель снабжен системой (на чертеже не показана) ручного и автоматического включения элек55 тродв игател я 19 и электромагнита 13 °

При этом система автоматического включения основывается на использовании любых технологических команд проверяемой программы в качестве исполнительных команд на включение и

788131

15

30

40

50

Формула изобретения радиуса (равного радиусу фрезы для конкретной контролируемой програм.мы - с учетом выбранного масштаба иэображения) с помощью микрометрического винта 23 и переключения электродвигателя 19 на выбранную ступень скорости вращения, например, наиболее близкую к. скорости вращения шпинделя станка по данной программе.

Графопостроитель работает следующим образом.

До начала воспроизведения контролируемой программы включают электродвигатель 19 и электромагнит 13.

Электродвигатель 19 через шестерни

15,16 приводит во вращение полый шпиндель 17 с планшайбой 12, несущей на себе дополнительный пишущий элемент 26, а электромагнит 13 при тягивает к себе полый шпиндель 17 с планшайбой 12 и пишущим элементом

26, выводя последний из соприкосновения с рабочей плоскостью планшета

При воспроизведении контролируемой программы основной пишущий элемент 4 при перемещении регистрирующего узла 3 вычерчивает на планшете

2 траекторию движения рабочего органа станка по программе в виде функции У =f (х), т.е. в виде совокупности отрезков прямых линий и дуг окружностей как и обычно. При вычерчивании заранее выбранных (представляющих наибольший интерес для последующего визуального анализа и размерного контроля) участков контроли руемой траектории выключают (вручную или автоматически, в зависимости от выбранного способа управления) электро. магнит 13, в результате чего полый шпиндель 17 с планшайбой 12 под действием пружины 21 движется вниз до соприкосновения дополнительного пишущего элемента 26 с рабочей плоскостью планшета 2, после чего на планшете 2 вычерчивается не только упо,мянутая линия в виде функции У =Е (x), но и симметрично расположенная относительно ее спиралеобразная линия, показывающая ширину фрезерования на данном участке траектории, равно как и граничные (касательные к этой спирали) линии, обозначающие действительное положение контура обрабатываемой детали.

Тем самым вычерчиваемая на.планшете спиральная линия наглядно показывает зону обработки, перекрываемую концевой (или торцовой ) фре зой . В результате этого наглядность полученного графического изображения повышается и последующий визуальный и размерный анализ этого иэображения максимально упрощается, поскольку

ЬО края спирали показывают истинный размер обрабатываемого контура детали (при контурном фрезеровании), а при торцовом фрезеровании величина наложения краев смежных спиралей друг на 65 друга показывает истинную величину и достаточность перекрытия фреэой соседних зон при многопроходной обработке карманов, выборок и т.п..элементов.

При переходе графопостроителя к вычерчиванию тех участков траектории движения рабочего органа станка по программе, которые не представляют особого интереса для последующего анализа, производят включение (вручную или автоматически) электромагнита 13, который притягивает к себе полый шпиндель 17 с планшайбой:. 12 и пишущим элементом 26, выводя тем самым пишущий элемент 26 из контакта с рабочей плоскостью планшета 2. В результате чего продолжает работу„ только один (основной) пишущий элемент 4, который вычерчивает в виде линии траекторию движения центра фрезы, как и обычно. Вращение планшайбы 12 в этот период может быть также выключено.

По окончанию воспроизведения контролируемой программы выключают привод вращения планшайбы, снимают с планшета 2 лист бумаги (на чертеже не показан) с полученным графическим изображением траектории движения рабочего органа станка по программе, после чего выключают электромагнит привсда выключения второго пишущего элемента. На этом цикл работы графопостроителя заканчивается.

Применение системь независимого включения и выключения электродвигателя привода планшайбы и электромагнита выключения дополнительного пишущего элемента обеспечивает широкую универсальность применения описанного графопостроителя, позволяет использовать его как в режиме работы только основного пишущего элемента (как и обычные координатографы), так и в комбинированном режиме работы, т.е. с включением в работу второго пишущего элемента. В процессе воспроизведения любой контролируемой программы возможно многократное переключение режимов работы графопост.роителя. Введение второго (дополнительного) пишущего узла и иного выполнения механизма суммирования движений центра и образующей фрезы позволяет расширить функциональные возможности графопостроителя и в то же время упростить его конструкцию.

1. Двухкоординатный графопостроитель для вычерчивания траектории движения фрезы металлорежущих станков с числовым программным управлением, содержащий основание с установленным на нем планшетом, регист рирующий узел с основным пишущим элементом, связанный штангами с ка788131

1D ретками, установленными с возможностью перемещения на двух горизонтальных и двух вертикальных направ-. ляющих, жестко закрепленных на основании, механизм суммирования двн« жений .центра и образующей фрезы, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей графопостроителя при упрощении его конструкции, он содержит дополнительный пишущий элемент, а механизм суммирования движений центра и образующей фреэы выполнен в виде планшайбы, установленной на регистрирующем узле с воэможностью фиксирования осевого перемещения, например, с помощью электромагнита, расположенной соосно с основным пишущим элементом и связанной с приводом ее вращения, дополнительный пишущий элемент установлен на планшайбе эксцентрично относительно основного с возможностью регулировки рад наль ного положе н ия .

2. Графопостроитель по и. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что привод вращения планшайбы выполнен в виде одноступенчатого редуктора с многоскоростным электродвигателем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка Франции Р 2118997, кл. G 06 К 15/00 (G 05 D 3/00), рпублик. 1972.

2. Васманов В.В. Приборы для математической обработки и построения кривых. М., Машиностроение, 1973, с. 13-33.

3. Патент Франции 9 1258933, кл. G 8 С, опублик. 1961 (прототип

788131, »- Д» о8ериулто

5 фие.2

Составитель A. Осипова

Редактор A. Гук ТехредМ.Рейвес Корректор И. Вигула

Заказ 8354/57 Тираж 751 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филйал ППП Патент™, r. Ужгород, ул. Проектная, 4