ПОВОРОТНЫЙ СТОЛ ФРЕЗЕРНОГО СТАНКА

Предлагаемая полезная модель относится к устройствам управления поворотными столами на станках оснащенных системами ЧПУ и предназначено для повышения точности и быстроты обработки заготовок.
Основными характеристиками устройства являются: позиционирование стола по заданным координатам до начала обработки с учетом геометрии детали и приспособления, а также оптимизация рабочего цикла.
Из уровня техники известен способ управления движением привода подач металлорежущего станка, который относится к машиностроению, может быть использован в станкостроении и включает измерение текущего значения тяговой силы датчиком осевой силы. Сигнал с датчика осевой силы подают на вход системы адаптивного управления, оснащенной контуром адаптивного управления. В ней формируют управляющее воздействие в виде напряжения, которое подают через усилитель на устройство нагружения для поддержания предварительно определенной тяговой силы или силы сопротивления, развиваемой приводом подач. На вход системы адаптивного управления подают сигнал, соответствующий предварительно определяемой для конкретных условий обработки наибольшей тяговой силе в приводе подач, этот сигнал сравнивают с текущим значением тяговой силы в приводе, по величине разностного сигнала формируют управляющее воздействие на устройство нагружения привода подач, которое создает соответствующую тормозную силу для подвижной части привода (RU 2312749 С2 20.12.2007, B23Q 15/12).
Недостатком этого устройства является возможность обеспечения контроля параметров по силометрическому датчику только по одной линейной координате.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является известное из уровня техники устройство, содержащее поворотный стол для металлорежущих станков с УЧПУ, предназначенный для установки заготовок для поворота, вращения и углового позиционирования, включающее в состав чугунное или стальное основание с планшайбой с установленным на ней чугунным диском и со встроенным редуктором, тормозное устройство, состоящее из колодок торможения и пневмоцилиндра и электродвигатель, при этом на планшайбе установлен датчик положения стола, электродвигатель снабжен датчиком оборотов, при этом УЧПУ выполнен с возможностью управления работой стола при реверсе поворота с учетом показаний указанных датчиков (RU 110017 U1 10.11.2011, B23Q 3/157).
Признаки, являющиеся общими с прототипом для вышеописанного технического решения являются: контроль датчиками поворота углового положения стола и работы электродвигателя, тормоз рабочего стола.
Основными недостатками известного из уровня техники решения является: невозможность позиционирования стола по вертикальной оси, отсутствие датчика положения заготовки.
Техническим результатом, на достижение которого направлена заявленная полезная модель, является обеспечение посредством дополнительно установленного датчика вертикального положения заготовки, а также вертикального перемещения стола с электродвигателем с использованием шарико-винтовой пары точного позиционирования заготовки по двум управляемым системой ЧПУ координатам: линейному перемещению по координате Z, а также угол поворота - координата А, что дает возможность точного выставления ноля заготовки от одной точки, выставленной как ноль станка, вне зависимости от используемого приспособления или заготовки.
При этом стол станка должен обеспечивать возможность крепления измерительного устройства с щупом через сквозную перфорацию, тип приспособления необходимо выбирать из имеющих возможность обеспечения касания щупа с нижней поверхностью заготовки.
Данный технический результат достигается посредством того, что поворотный стол фрезерного станка, выполненный в виде основания, оснащенного редуктором, электродвигателем с датчиком поворота и средством торможения, установленный с возможностью поворота вокруг своей вертикальной оси, согласно полезной модели, дополнительно снабжен измерительным устройством положения заготовки на столе, оснащенное щупом, которое установлено под основанием с возможностью контакта щупа с обрабатываемой деталью, при этом основание выполнено с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения.
Заявленная полезная модель поясняется графическими материалами, где на чертеже изображен поворотный стол фрезерного станка.
Поворотный стол фрезерного станка содержит основание 1, редуктор 2 основания 1, подвижные опоры 3 редуктора 2 основания 1, электродвигатель 4 поворота основания 1 со встроенным датчиком и тормозом, электродвигатель 5 вертикального перемещения основания 1 со встроенным тормозом и осевым датчиком, шарико-винтовую пару (ШВП) 6, измерительное устройство 7 положения заготовки на столе по вертикальной координате, измерительный щуп 8, при этом выход 9 измерительного устройства 7 соединен по беспроводному каналу связи с входом 10 электродвигателя 5 вертикального перемещения основания 1, также электродвигатель 4 выполнен с возможностью подключения к системе ЧПУ станка по выходу 11, измерительное устройство 7 выполнено с возможностью подключения к ЧПУ станка по выходу 12, электродвигатель 5 выполнен с возможностью подключения к ЧПУ станка по выходу 13. Также на фигуре показана станина 14 станка.
Поворотный стол фрезерного станка работает следующим образом.
На основание 1 устанавливается приспособление с заготовкой, при этом щуп 8 измерительного устройства 7 должен касаться нижней поверхности обрабатываемой заготовки, что позволяет сразу определить положение ноля заготовки и посредством передачи сигнала с выхода 9 измерительного устройства 7 на вход 10 электродвигателя 5, а также передача сигнала на выход 12 измерительного устройства 7 формирует одно из двух вариантов управляющего воздействия: либо сразу включается электродвигатель 5 и через ШВП 6 поднимает либо опускает стол с заготовкой для вывода ноля детали в ноль станка, либо после обработки сигнала программой в системе ЧПУ станка, электродвигатель 5 работает от системы ЧПУ. При этом работа двигателя и положение ШВП 6, а также основания 1 и редуктора 2 оценивается с помощью выхода 13 через систему ЧПУ. Для жесткости конструкции и точности перемещения основание 1 в вертикальной плоскости предусмотрены подвижные опоры 3 редуктора 2 стола 1.
За движение вращения основания 1 отвечает электродвигатель 4, выполненный с возможностью связи с ЧПУ станка через выход 11.
Основание 1 служит для установки обрабатываемой детали и поворота ее во время обработки в позиционном и непрерывных режимах. Основание 1 может применяться как отдельно, так и в паре с задней бабкой. Основание с возможностью поворота и подъема устанавливается на подвижные опоры 3 станка таким образом, чтобы ось вращения основания 1 была параллельна плоскости рабочего стола. Применение поворотно-подъемного стола позволяет не только производить обработку по четырем управляемым координатам, но и расширить технологические возможности станка. К новым технологическим возможностям станка в данном случае следует отнести возможность токарной обработки заготовки, фрезерование разнообразных резьб и эвольвентных поверхностей, а также возможность реализации точной обработки за счет позиционирования заготовки на ноль станка вне зависимости от конфигурации используемого приспособления.
Реализация предлагаемого устройства обеспечивается тем, что к основанию 1 дополнительно стыкуются подвижные опоры 3 и беспроводной измеритель 7 с щупом 8. При этом за счет применения ШВП 6 обеспечивается точное позиционирование основания 1 по вертикали.
В качестве приводов для движения стола в вертикальном направлении можно использовать трехфазный короткозамкнутый синхронный серводвигатель вертикального перемещения (координата Z) (АВ38-54-30-ЕН/4096, N=5,23 кВт, Мном=25 Нм, n=2000 об/мин, со встроенным тормозом, осевым датчиком HEIDENHAIN 4096 imp/rev, номинальный ток In 15,3 А, максимальное число оборотов Nmax 2200 min-1), датчиком ограничения и нулевого положения (BK1Z и BK3Z) и датчиком температуры; для поворота стола - трехфазный короткозамкнутый синхронный серводвигатель поворота (координата А) (АВ22-54-20-ЕН/4096, N=3,4 кВт, Мном=17 Нм, n=2000 об/мин, со встроенным тормозом, осевым датчиком HEIDENHAIN 4096 imp/rev, номинальный ток In 10,2 А, максимальное число оборотов Nmax 3000 min-1), датчиком ограничения и нулевого положения (ВК1А и ВКЗА) и датчиком температуры. Для передачи данных от измерительного прибора к двигателю вертикального перемещения можно воспользоваться любым беспроводным передатчиком по протоколу связи Eithermet, либо другим аналогичным.
Анализ заявленного технического решения на соответствие условиям патентоспособности показал, что указанные в формуле признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности необходимых признаков, неизвестной на дату приоритета из уровня техники, достаточной для получения требуемого синергетического (сверхсуммарного) технического результата.
Свойства, регламентированные в заявленной полезной модели, соединены отдельными признаками, общеизвестны из уровня техники и не требуют дополнительных пояснений.
Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:
- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении предназначен для использования в машиностроительной промышленности;
- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в материалах заявки известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;
- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.
Следовательно, заявленный объект соответствуют требованиям условиям патентоспособности «новизна» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.