НАСТОЛЬНЫЙ ПОРТАЛЬНЫЙ ФРЕЗЕРНЫЙ СТАНОК С КОМПЬЮТЕРНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ

Настольный портальный фрезерный станок с компьютерным управлением, относится к области металлообработки и образования и предназначен для изготовления деталей и проведения практических, лабораторных и учебно- и научно исследовательских работ по различным дисциплинам, связанным с технологией машиностроения, электроприводами, автоматизацией, электроавтоматикой, информационно-измерительными системами, числовым программным управлением, гибкими производственными системами, мехатроникой, микропроцессорными системами, вычислительной техникой и современными информационными технологиями и др.
Известен настольный фрезерно-гравировальный станок, который относится к машинам для обработки материалов резанием и может быть использован для выполнения сверлильно-фрезерных, гравировальных и других работ при изготовлении деталей небольших размеров из чугуна, стали, пластика, дерева и т.п. (RU 86514, В23С 1/02, заявл. 13.05.2009, опубл. 10.09.2009). Станок содержит основание, направляющие перемещения по трем координатам, электродвигатели, электронный блок управления станком, соединенный с ЭВМ, передачи винт-гайка, рабочий стол, установленный на основании для размещения обрабатываемой заготовки, фрезерную головку. К недостаткам данного устройства относится низкая точность и низкий КПД, в виду того, что вращательное движение винтов преобразуется в поступательное движение стола с заготовкой и фрезерной головки выполняется с помощью передач винт-гайка скольжения, а также применение направляющих скольжения.
Наиболее близким к заявляемому фрезерному станку является настольный портальный фрезерный станок, включающий шаговые электродвигатели, три одновременно управляемые координаты, блок управления (http://orletz.narod.ru/cnc.html. См. Приложение). Винтовые пары в приводах подач выполнены в виде пар скольжения, блок управления выполнен в виде отдельного узла, направляющие качения выполнены в виде подшипников, перемещающихся по цилиндрическим направляющим штангам.
Недостатком указанного станка являются: низкая точность позиционирования и обработки и низкая виброустройчивость, плохая шероховатость обработанной поверхности, опасность перегрева блока управления, низкая надежность, необходимость применения двигателей с учетом затрат энергии преодоление трения в парах скольжения, сложность наладки. Все это снижает функциональные возможности станка по обеспечению качества и производительности обработки.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является устранение указанных недостатков, а именно, повышение точности позиционирования и обработки, обеспечение параметров шероховатости, повышение жесткости, надежности и виброустойчивости и производительности, снижение затрат электроэнергии на приводы.
Для решения указанной задачи в настольном портальном фрезерном станке с компьютерным управлением, содержащем основание (станину), смонтированные на нем рабочий стол для установки заготовок, боковые стойки с закрепленной на них траверсой, вертикальную каретку шпиндельного узла, установленную с возможностью перемещения по поперечной каретке траверсы, блок управления и конечные выключатели, при этом рабочий стол и каретки снабжены одновременно управляемыми приводами подач на базе шаговых двигателей и винтовых пар и снабжены направляющими качения, согласно предложению, в приводах подач стола и кареток винтовые пары выполнены в виде шариковых винтовых пар качения, приводы подач рабочего стола и вертикальной каретки осуществлены через ременные передачи, а в качестве направляющих качения для стола и кареток установлены танкетки качения в количестве по четыре пары для стола и поперечной каретки на траверсе и две танкетки для каретки шпиндельного узла, кроме того, боковые стойки станка соединены двумя штангами, перпендикулярными стойкам, а блок управления встроен в несущую систему станка.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 дан общий вид станка, на фиг.2 - вид сзади, на фиг.3 - вид на танкетки поперечной каретки и винтовую пару качения привода поперечной каретки, на фиг.4 - вид сверху на танкетки стола и винтовую пару качения привода стола, на фиг.5 - вид спереди на танкетки шпиндельной каретки и винтовую пару качения каретки шпиндельного узла.
Настольный портальный фрезерный станок с компьютерным управлением содержит основание 1, смонтированные на нем рабочий стол 2 для установки заготовок, боковые стойки 3 с закрепленной на них траверсой 4. Вертикальная каретка 5 шпиндельного узла установлена с возможностью перемещения по поперечной каретке 6 траверсы 4. Станок содержит блок управления 7 и конечные выключатели 8, 9, 10. Рабочий стол 2 и каретки 5, 6 снабжены одновременно управляемыми приводами подач на базе шаговых двигателей и снабжены направляющими качения. В качестве направляющих качения для стола и кареток установлены танкетки 11, 12 качения по четыре пары для стола и поперечной каретки на траверсе, а также две танкетки 13 для каретки 5 шпиндельного узла. Боковые стойки 3 соединены двумя штангами 14, 15, перпендикулярными стойкам (фиг.2). В приводах подач стола и кареток винтовые пары выполнены в виде шариковых винтовых пар (ШВП) качения 16, 17, 18, а приводы подач рабочего стола и вертикальной каретки осуществлены через ременные передачи 19, 20 от шаговых двигателей 21, 22, привод поперечной каретки осуществляется от шагового двигателя 23.
Настольный портальный фрезерный станок с компьютерным управлением работает следующим образом. От блока управления управляющие импульсы поступают на шаговые двигатели через ременные передачи вращение от двигателей передается на ШВП приводов, а от двигателя напрямую на ШВП, узлы станка перемещаются по направляющим качения по траверсе и основанию станка. Конечные положения узлов отслеживаются концевыми выключателями, штанги стягивают боковые стойки станка.
Выполнение винтовых пар приводов в виде шариковых винтовых пар качения (ШВП) повышает точность, снижает затраты энергии на преодоление трения. Применение кареток в направляющих качения повышает точность, снижает шероховатость, повышает жесткость и виброустойчивость станка. Применение ременных передач снижает вибрации. Скрепления штангами боковых стенок несущей системы станка повышает жесткость и виброустойчивость. Встроенность блока управления в несущую систему станка обеспечивает хороший отвод тепла от блока и повышает его надежность, обеспечивает возможность работы на высоких режимах более продолжительное время.