УЧЕБНЫЙ СВЕРЛИЛЬНО-ФРЕЗЕРНЫЙ СТАНОК С КОМПЬЮТЕРНОЙ СИСТЕМОЙ ЧПУ

Учебный сверлильно-фрезерный станок с компьютерной системой ЧПУ, относится к области образования и предназначен для проведения лекционных занятий, практических, лабораторных, учебно- и научно-исследовательских работ по различным дисциплинам, связанным со станками, резанием, инструментом, технологией машиностроения, электроприводами, автоматизацией, электроавтоматикой, информационно-измерительными системами, числовым программным управлением, гибкими производственными системами, микропроцессорными системами, вычислительной техникой и современными информационными технологиями и др.
Наиболее близкими к заявляемому учебному станку являются станок НСФ-4Ф4 (патент на полезную модель РФ N 35457), используемый для учебных целей, содержащий регулируемый привод главного движения, следящие приводы продольной, поперечной и вертикальной подач, управляемые одновременно, автоматизированное зажимное приспособление, а также закрепленный на шпинделе патрон для зажима инструмента с тремя подпружиненными между собой зажимными кулачками и контактирующей с ними наружной обоймой, комбинированную систему управления, включающую персональный компьютер, управляюще-силовой блок и информационно-измерительную систему, устройство для измерения нагрузок на приводы, информация о которых поступает на компьютер, при этом все приводы и информационно-измерительная система станка взаимосвязаны с управляюще-силовым блоком и персональным компьютером,
Недостатком такой конструкции станка являются невозможность автоматизированного зажима и разжима инструмента.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является устранение указанного недостатка, а именно, повышение степени автоматизации путем автоматизированного управления разжимом-зажимом инструмента в патроне станка.
Для решения указанной задачи учебный сверлильно-фрезерный станок с компьютерной системой ЧПУ, содержащий регулируемый привод главного движения, следящие приводы продольной, поперечной и вертикальной подач, управляемые одновременно, автоматизированное зажимное приспособление, а также закрепленный на шпинделе патрон для зажима инструмента с тремя подпружиненными между собой зажимными кулачками и контактирующей с ними наружной обоймой, комбинированную систему управления, включающую персональный компьютер, управляюще-силовой блок и информационно-измерительную систему, устройство для измерения нагрузок на приводы, информация о которых поступает на компьютер, при этом все приводы и информационно- измерительная система станка взаимосвязаны с управляюще-силовым блоком и персональным компьютером, согласно предложению, на стойке станка установлено разжимное устройство с автоматизированным приводом вилки разжима кулачков патрона, кулачки установлены в корпусе патрона на осях, патрон, кроме того, содержит между втулкой наружной обоймы и корпусом зажимную пружину, причем вилка разжимного устройства действует на пружину через втулку и наружную обойму, а управление приводом разжимного устройства выполнено от персонального компьютера через управляюще-силовой блок станка.
Отличительной особенностью предлагаемого станка является то, что на стойке станка установлено разжимное устройство с автоматизированным приводом вилки разжима кулачков патрона, что обеспечивает автоматизацию воздействия на патрон, кулачки установлены в корпусе патрона на осях, что обеспечивает одновременность их поворота, патрон содержит между втулкой наружной обоймы и корпусом зажимную пружину, что обеспечивает зажим
кулачков, вилка разжимного устройства действует на пружину через втулку и наружную обойму, что обеспечивает сжатие пружины и разжим кулачков, управление приводом разжимного устройства выполнено от персонального компьютера через управляюще-силовой блок станка, что позволяет управлять приводом разжима во взаимосвязи с циклом работы станка.
Сущность полезной модели поясняется рисунками, где на фиг.1 дан общий вид учебного сверлильно-фрезерного станка, на фиг.2, 3, 4 - чертежи зажимного патрона, а на фиг.5, 6, 7 - чертежи устройства для разжима патрона.
Учебный сверлильно-фрезерный станок с компьютерной системой ЧПУ, содержащит регулируемый привод главного движения 1, следящие приводы продольной 2, поперечной 3 и вертикальной 4 подач, управляемые одновременно, автоматизированное зажимное приспособление 5, а также закрепленный на шпинделе 6 патрон 7 для зажима инструмента с тремя подпружиненными между собой зажимными кулачками 8 и контактирующей с ними наружной обоймой 9. Станок включает комбинированную систему управления, включающую персональный компьютер и управляюще-силовой блок 10 и информационно-измерительную систему, устройство для измерения нагрузок на приводы, информация о которых поступает на компьютер. Все приводы и информационно- измерительная система станка взаимосвязаны с управляюще-силовым блоком и персональным компьютером. На стойке 11 станка установлено разжимное устройство 12 с автоматизированным приводом 13 вилки 14 разжима кулачков патрона, кулачки установлены в корпусе 15 патрона на осях 16. Патрон содержит между втулкой 17 наружной обоймы 9 и корпусом 15 зажимную пружину 18, причем вилка 14 разжимного устройства действует на пружину 18 через втулку 17 и наружную обойму 9, а управление приводом 13 разжимного устройства 12 выполнено от персонального компьютера через управляюще-силовой блок 10 станка.
Работа устройства разжима патрона (инструмента) и зажимного патрона на станке осуществляется следующим образом.
При подаче управляющих импульсов от компьютера на электродвигатель привода 13 вращение через зубчатые колеса 19, 20 передается на ходовой винт 21, от винта обеспечивает перемещение вниз гайки 22, которая не имеет возможности вращаться, от гайки движение передается на связанную с ней вилку 14, вилка перемещаясь вниз, через втулку 17 сжимает пружину 18 и обойма 9 перемещается вниз, что позволяет кулачкам 8, под действием пружинок 23 поворачиваться на осях 16, закрепленных в корпусе 15, при этом происходит увеличение расстояния между зажимными поверхностями кулачков и, следовательно, разжим патрона. При реверсировании привода 13 вилка 14 перемещается вверх, пружина 18 поднимает за втулку 17 обойму 9, вверх, а внутренний конус обоймы заставляет кулачки 8 повернуться, зажимая хвостовик цанги 24 с инструментом 25 в патроне.
Величина хода вилки на разжим и зажим регулируется программно по времени или устанавливается с помощью системы конечных выключателей и упоров. Замену инструмента можно выполнять вручную или с помощью манипулятора.
Промышленная применимость
Функциональные и дидактические возможности учебного станка с ЧПУ, имеющего устройство для автоматизированного разжима патрона при лекционных, практических, лабораторных, учебно- и научно-исследовательских работах позволяют при лекционных, практических, лабораторных, учебно- и научно-исследовательских работах:
- получать знания по резанию, инструменту, станкам, технологии обработки конструкционных материалов, автоматизации зажима-разжима инструмента при его автоматизированной смене, электроприводам, электроавтоматике, информационно-измерительным
системам,
системам\tabЧПУ,\tabсовременным информационным технологиям;
- приобретать умения и навыки по программированию и наладке станков с ЧПУ, режимам и технологии обработки деталей на станках, по наладке и эксплуатации электроприводов и систем управления, в том числе, адаптивных;
- проводить учебно- и научно-исследовательские работы по резанию, инструменту, станкам, технологии обработки деталей, электроавтоматике, системам ЧПУ моделированию динамики приводов и системы управления, моделированию погрешностей обработки, в том числе, при сплайновой интерполяции, и динамики приводов и системы управления и др.;
- включать станок в состав гибких производственных систем и гибких производственных модулей.