Устройство поворота многошпиндельного барабана токарного автомата

 

(72) Автор изобретения

М. А. Козловский (7! ) заявитель (S4) УСТРОЙСТВО ПОВОРОТА МНОГОШПИННЕЛЬНОГО БАРАБАНА

ТОКАРНОГО АВТОМАТА

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано на токарных многошпиндельных станках-автоматах в различных отраслях машиностроения и приборостроения.

Известно устройство, предназначенное для уменьшения силовой нагрузки цепи мальтийского механизма многошпиндельного токарного автомата и представляющее собой дополни тельный кулачковый вал, кинематич ски соединенный с барабаном, кулачки которого взаимодействуют с подпружиненными толкателями таким образом, что упругие силы пружин противодействуют силам инерции барабана (11.

Однако это устройство требует усложнения конструкции автомата, увеличения его металлоемкости.

Известен способ поворота многошпиндельного барабана токарных станков-автоматов, состоящий в том, что в процессе поворота барабана производят торможение и разгон шпинделей таким образом, что угловые ускорения шпинделей и барабана имеют противоположные направления. Способ предусматрива. ет использование кинематическсй цепи привода вращения шпинделей для передачи усилий на барабан при его повороте и, тем самым, силовых нагрузок цепи мальтийского механизма.

Для реализации этого способа используется электрический командоаппарат токарных многошпиндельных автоматов, представляющий кулачковый вал, кинематически связанный с распределительным валом станка, а кулачки командоаппарата находятся во взаимодействии с переключателями электрических контактов и обеспечивают управление исполнител ными электрическими устройствами: электродвигателями и электромуфтами. Он позволят производить отключение, торможение и пуск (разгон) электродвигателя главного привода согласованно с процессом поворота многошпиндельного барабана f2j .

Однако известное устройство Нс обеспечивает в реальных условиях вследствие непостоянства сил трения в механизмах приводов станка и моментов инерции вращающихся шпинделей с прутковыми заготовками соответствия во времени между продолжительностью перио6661 ф

3 85 да поворота многошпиндельного барабана и продолжительностью процесса неустановившегося движения вала электродвигателя главного привода при его торможении и разгоне. В связи с этим если выход электродвигателя на постоянную угловую скорость вращения происходит раньше, чем закончится поворот барабана, исчезают угловые ускорения шпинделей и прекращается с их стороны передача на барабан инерционных сил, разгружающих мальтийский механизм. Если поворот барабана заканчивается раныпе, чем разгон электродвигателя главного привода (привода вращения шпинделей и распределительного вала станка), происходит нежелаемое воздействие на барабан в момент его остановки и фиксации инерционных сил шпинделей. Это уменьшает надежность устройства.

Белью изобретения является повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в электрическом командоапларате для управления двигателем главного привода станка (вращения шпинделей и подач) на кулачковом валу жестко укреплены три кулачка соответственно для разрыва цепи питания, включения нротивотока, подачи сигнала в конце поворота барабана мальтийским механизмом, а один кулачок для включения рабочего движения (пуска) установлен подвижно относительно его вала и кинематически соединен с валом шагового двигателя с возможностью крутового смещения кулачка при повороте вала шагового электродвигателя.

При этом для управления шаговым двигателем используются реле утловой скорости двигателя главного привода с парой размыкающих и парой замыкающих электрических контактов и переключатель кулачка для подачи . сигнала в конце поворота барабана с двумя парами замыкающих контактов таким образом, что каждая пара контактов реле скорости и переключателя подключена последовательно в каждую из двух электрических линий подачи питания на шаговый электродвигатель.

Благодаря этому, в конце каждого цикла

1 поворота барабана вал шагового двигателя оказывает регулирующее воздействие на положение кулачка пуска электродвигателя главного привода, уменьшая рассогласование во времени иа последующем цикле между моментами конца разгона электродвигателя главното привода и конца поворота барабана.

На фиг. 1 показаны кинематическая и электрическая схемы устройства поворота многошпиндельного барабана токарного автомата; иа фиг. 2 — электрический командоаппаS

30 рат, продольный разрез; на фиг. 3 — разрез

А — А на фиг. 2; на фиг. 4 — разрез Б — Б на фиг. 3.

Устройство поворота многошпиндельного барабана токарного автомата содержит электродвигатель 1 главного привода, вал которого соединен с центральным валом 2, а также посредством зубчатых передач — с распределительным валом 3. Центральный вал 2 посредством зубчатых передач кинематически соединен со шпинделями 4, установленными в подшипниках многошпиндельного барабана э, На распределительном валу 3 укреплен кривошип 6 мальтийского механизма, взаимодействующий с мальтийским крестом 7, выполненным заодно с шестерней 8, зацепляемой с шестерней 9 барабана. Электродвигатель

1 главного привода снабжен магнитным пускателем, содержащим токовые реле К1 и К2, стоповую кнопку К3, кнопку К4 пуска вперед, кнопку К5 пуска назад (включения противотока) . Вал электродвигателя 1 механически соединен с валом тахогенератора 10 прибором для измерения угловой скорости, снабженным реле 11 контроля скорости с одной парой замыкающих электрических контактов при достижении двигателем 1 номинальной угловой скорости и одной пары размыкающихся электрических контактов.

Предлагаемое устройство также включает электрический, командоаппарат, представляющий собой установленный в корпусе 12 на подшипниках и кинематически соединенный с распределительным валом 3 станка кулачковый вал 13, на котором жестко укреплены кулачок 14 выключения питания электродвигателя 1, кулачок 15 для включения противотока на электродвигатель 1, кулачок 16 выдачи сигнала о конце поворота барабана, кулачок 17 включения пуска двигателя 1 установлен на валу 13 подвижно.

Каждый иэ кулачков выполнен в виде одинаковых дисков, на которых укреплены одинаковые упоры 18, причем на диске кулачка

14 имеются два упора, а на дисках кулачков 15 и 1 6 — по одному упору. Иа диске кулачка 17 укреплен упор с более развитым размером вдоль оси вала 13. Кулачок 17 кинематически соединен с валом 13 посредством пальца 19, иом:щенного в криволинейный паз на цилиндрической части это. го кулачка. Каждый из кулачков предназначен для воздействия на размещенные нод ними соответственно столовую кнопку КЗ, кнопку К5 включения противотока, кнопку конечного выключателя Кб с двумя парами замыкающихся электрических контактов, пусковую кнопку К4. через зацепляемые зубчатые колеса вала 2 и шпкнд"лей 4 передается на барабан 5, способствуя его разгону из состояния покоя в первой фазе поворота барабана. При этом полагается, что направления поворота барабана и рабочего вращения шпинделей совпадают. В конце первой фазы поворота барабаэлектродвигателя 1 до приобретения им оп тимальной рабочей угловой скорости.

Перед нажатием кнопки К4 выполнено воздействие вторым упором кулачка 14 на столовую кнопку КЗ, и ь тгнитный пускатель электродвигателя 1 приведен в состояние, подвигателю 1 через контакты этих реле прекращена. Таким образом, после замыкания контактов кнопки К4 через реле Kl npoxoреле К1 и происходит подача питания к электродвигателю l для его рабочего вращела электродвигателя 1 и связанных с ним шпинделей 4 центральный вал 2 действует на шпиндели 4 и барабан 5 крутящим моментом, направленным противоположно его кинематическую цепь мальтииского механизма и тем самым обеспечивает воэможность сокрашения времени поворота барабана, сохракулачок 16 действует упором 18 на кнопку линиях подвода питания постоянным током к шаговому электродвигателто через блок пе реключения, оповещая о конце поворота барабана 5. В момент выхода электродвигателя 1 н.з оптамальн;чо рабочую угловую скорость срабатывает реле 11 скорости, в реКб и срабатывания реле 11 на шаговый двигатель 22. поступает электрическии сигнал поправлении в зависимости от того, запазды5 856661 6

В корпусе 12 соосно валу 13 установлена, подвижно в осевом направлении гайка 20, имеющая наружный продольный паз, сопрягаемый с пальцем 21 корпуса. Гайка 20 своим левым концом соединена вращательно подвижно с кулачком 17 посредством шарикоподшипника, Соосно кулачковому валу 13 в корпусе 12 жестко укреплен шаговый на,.когда .его угловая скорость достигает электродвигатель 22, вал 23 которого имеет максимального значения .и в дальнейшем наружную резьбу, сопрягаемую с внутреннеи > g следует ее уменьшение до полной остановки реэьбовой поверхностью гайки 20. барабана, происходит действие .кулачка 17

Шаговый электродвигатель снабжен блоком на пусковую кнопку К4 и разгон (пуск) переключения обмоток шагового двигателя при его вращении в обоих направлениях. К двум входам блока, обозначенным "+" и "— "., подведены от источника постоянного тока две электрические линии, в каждую. из которых последовательно соединены по одной паре контактов реле 11 скорости и конечного выклю- казанное на фиг. 1, где токовые реле Кl и чателя Кб, К2 обесточены и подача питания к электроУстройство работает следующим образом.

Вал электродвигателя 1 главного привода, центральный вал 2, шпиндели 4, распределитель.ный вал 3 автомата и кинематически связан- . дит ток, срабатывают замыкающие контакты

lniA с ним передаточным отношением„равным 2> единице, кулачковый вал 13 командоаппарата: вращаются с постоянной угловой скоростью ния. В результате ускоренного движения вавследствие предварительного нажатия оператором на пусковую кнопку К4. Через катушку такового реле К1 проходит ток, замыкающие контакты реле замкнуты, а размыкающие разомкнуты. направлению в первой фазе поворота барабаВ момент начала поворота барабана 5 маль- на 5, .способствуя замедленному движению тийским механизмом один из двух упоров 18 последнего. Передача усилий на барабан 5 кулачка 14 нажимает на столовую кнопку КЗ, со стороны центрального вала 2 разгружает

*35 размыкает на мгновение ее контакты, входящие в схему магнитного пускателя электродвигателя 1, обесточивает реле К1, отключая подачу питания через его контакты. В резуль- няя условие прочности деталеи станка. тате этого вал электродвигателя. 1 уменьшает <о В конце второй фазы поворота барабана 5 свою угловую скорость за счет преодоления сил трения движущихся по инерции деталей конечного выключателя Кб, размыкает две станка, кинематически связанных с валом пары его контактов соответственно в двух электродвитателя 1. Для увеличения эффекта торможения вала электродвигателя предусмот- 4> рен кулачок 15, который с некоторым опозданием относительно кулачка 14 нажимает на кнопку К5 пуска электродвигателя 1 в обратнуто сторону (или торможения противотоком), замыкая ее контакты. При этом по эультате чего его замыкающие контакты закатушке токового реле К2 проходит ток и мыкаются, а размыкающие — размыкаются. его замыкающие контакты замыкаются. под- . При несовпадении во времени моментов ключая к электродвигателю 1 противоток. замыкания контактов конечного выключателя

В результате замедленного вращения вала электродвигателя 1 и кинематически связанных с ним центрального вала 2 со шпищ1е- ложительного либо отрицательного знака, осулями 4 возникает в кинематической цепи ществляя поворот вала шагового двигателя центрального вала 2 момент сил инерции за- на один шаг в прямом или обратном намедленно движущихся шпинделей 4, который

856661 вает или опережает момент конца разгона электродвигателя 1 момент конца поворота барабана 5. Если момент конца разгона, электродвигателя 1 до номинальной угловой рабочей скорости и срабатывание двух пар контактов реле 1 1 произойдет раньше, чем закончится .поворот барабана 5 и замыкание обеих пар конечного выключателя К6, в момент замыкания контактов выключателя К6 на блок переключения обмоток шагового дви- 10 гателя 22 поступит отрицательный электрический сигнал (на фиг. 1 знак минус). В результате этого произойдет поворот вала 23 шагового двигателя в сторону его обратного вращения, Если срабатывание контактов реле

11 скорости произойдет позже, чем замыкание контактов выключателя К6, тогда на блок переключения шагового двигателя поступит сигнал со знаком "плюс, и вал 23 шагового двигателя 22 повернется на один шаг в сторо- о ну его прямого вращения. В результате поворота вала 23 шагового двигателя 22 под действием электрического сигнала со знаком "минус" происходит осевое смещение сопрягаемой с ним гайки 20 и кулачка 17 влево (фиг,2),25 а также угловое смещение этого кулачка относительно кулачкового вала 13 в направлении против рабочего вращения последнего, показанного стрелкой, благодаря тому, что палец.

19 вала 13 взаимодействует с криволинейным зп пазом цилиндрической части кулачка 17. Этим угловым смещением кулачка 17 автоматически устанавливается более поздний момент действия кулачка 17 на пусковую кнопку К4 с тем, чтобы на последующем цикле поворо- 35 та барабана момент конца разгона электродвигателя 1 меньше опережал момент конца поворота барабана.

При подаче на блок переключения шагового двигателя положительного электрического 40 сигнала через вход, обозначенный знаком

"плюс",,и повороте вала 23 шагового двигателя 22 в направлении прямого его вращения на один шаг гайка 20 и соединенный с ней кулачок 17 смещается вправо (фиг. 2) и, 45 благодаря взаимодействию с пальцем 19 своим криволинейным пазом, также смещается в круговом направлении в сторону рабочего вращения вала 13, показанную стрелкой. Этим I достигается на последующем цикле поворота о барабана более раннее воздействие кулачка

17 на кнопку К4 и меньшее рассогласование во времени между моментом конца поворота барабана 5 и моментом выхода электродвигателя 1 на номинальную рабочую угло. 55 вую скорость.

Таким, образом, после каждого цикла поворота барабана производится автоматическая установка кулачка 17, позволяющая практически обеспечить совпадение во времени процессов торможения-разгона электродвигателя

1 и поворота барабана 5. В процессе торможения-разгона электродвигателя 1 он должен оставаться в режиме устойчивой работы. Все это позволяет повысить надежность устройства.

Формула изобретения

Устройство поворота многошпиндельного барабана токарного автомата, содержащее распределительный вал с мальтийским механизмом поворота барабана, центральный вал, соединенный планетарной зубчатой передачей со шпинделями барабана, электродвигатель главного привода, кинематически связанный с центральным и распределительным валами и с реле угловой скорости с парой замыкающих и раэмыкаюших электрических контактов, электрический кулачковый командоаппарат, вал которого кинематически связан с распределительным валом, а один из кулачков представляет собой датчик положения барабана, взаимодействующий с выключателем, который имеет две пары замыкающих контактов, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности путем сообщения вращающимся шпинделям ускорения, направленного противоположно ускорению шпиндельного барабана, и совмещения во времени про- цессов торможения-разгона шпинделей и движения барабана, в устройство введены шаговый электродвигатель и кулачки управления пуском и торможением электродвигателя главного привода, которые установлены на валу командоаппарата, причем кулачок управления пуском установлен с возможностью ограниченного поворота вокруг вала и ккнематически соединен с валом шагового электродвигателя парой винт-гайка, а в электрических линиях для подачи сигналов на шаговый двигатель последовательно соединены по одной rаре электрических контактов, принадлежащих реле угловой скорости, я по одной паре контактов, принадлежащих выключателю, взаимодействующему с датчиком положения барабана.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР И 560731, кл. В 23 0 5/02, 1974.

2. Авторское свидетепьство СССР по заявке

1Р 2758575/25-08, кл. В 23 В 1/00, 1979.