Станок для автоматического продораживания коллекторов электрических машин

Станок для автоматического продораживания коллекторов электрических машин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

и Ё

Соез Советския

Сациалнстичесиия

Респу6лик

«ii708446

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Эаяелено 120177 (21) 2439705/24-07 с присоединением заявки М (51) М У(2

Н 01 Р 43/06

Государственный комитет

СССР по делан изо6ретеннй н. открытий (23) Приоритет

М) УД1(621. 3:

: 047 (088.8) Отту6ликовано 0 501.80, Бктллетень И2 1

Дата оп 6ликования - > @ ><> 0 501,80 (72) Авторы Е К.Л.Ерошенко, A.Ï.Ïaãpåáíîâ, Л.С.Турок и В.И.Пругер

Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт технологии машиностроения (71) заявитель (54) СТАНОК ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ПРОДОРАЖИВАНИЯ

КОЛЛЕКТОРОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

МАМИН

Изобретение относится к технологическомуу оборудованию для изготовления коллекторов электрических машин и может быть использовано в электротехническойй промышленности, Известен станок для автоматического поворач ива ния коллекторов электрических машин, содержащий механизм подачи фрезы с жестко закрепленными направляющими, привод, муфту сцепления привода со шпинделем и датчик угла поворота коЛлектора, укрепленный вместе с ограничивающим угол отвода ведущей полумуфты упороМ на трав ерсе, установленной с возможностью поворота относительно оси обрабатываемого коллектора и снабженной приводом, управ— ляемым сигналами датчика (1) .

Однако в таком станке не предусмотрен разворот направляющих фрезы в соответствии с перекосом коллекторных пластин, что ограничивает возможность применения станка для продораживания коллекторов. 25

Известен также станок для автоматического продораживания коллекторов электрических машин, содержащий привод поворота коллектора, фрезу с механизмом подачи, установленную в направляющих элементах, связанных с приводом их разворота вокруг оси, проходящей через ось коллектора,. закрепленной неподвижно. на корпусе датчик угла поворота коллектора, датчик угла перекоса пластин и систему управления поворотом коллектора и разворотом направляощих элементов фрезы (2) .

Такой станок является наиболее близким к предложенному по технической сущности.

Однако для разворота направляющих фрезы в соответствии с перекосом коллекторных пластин требуется время между моментами окончания поворота коллектора и началом подачи.фреэы °

Кроме того, требуется значительное время и для поворота коллектора на шаг коллекторных пластин, так как информация о положении коллектора выдается датчиком, ось которого лежит в плоскости движения фрезы, лишь в .самом конце поворота, когда последующая изоляционная прокладка оказывается в зоне датчика угла поворота коллектора, что снижает производительность станка.

Цель изобретения является повышение йроизводительности станка .

708446

Это достигается тем, что в предложенном станке датчик угла перекоса пластин установлен на корпусе, причем оба датчика смещены от плоскости, проходящей через ось разворота направляющих элементов фрезы в ось коллектора, на одинаковый угол, меньший углового шага пластин коллектора, но превышающий угол, под которым располагаются одна относительно другой на коллекторе дне контролируемые датчиками угла поворота коллектора и угла перекоса пластин точки изоляционйой прокладки при минимальчо возможном перекосе пластин.

Н" фиг. 1 схематически изображен предложенный станок для антоматичес- 15 кого продоражинания коллекторов электрических машин; на фиг. 2 — разрез по A-А. на фиг. 1; на фиг. 3 — нид по стрелке Б на фиг. 1; на фиг,4 структурная схема управления станком. 2О

Станок для антоматического продораживания коллекторон электрических машин состоит из втулки 1, в которой на подшипниках установлен шпиндель 2, патрон 3 которого служит для закрепления якоря с обрабатываемым коллектором, поддерживаемого центром 4. Шпиндель 2 через редуктор

5 связан с шаговым двигателем б привода 7 поворота коллектора. Постоянно вращающаяся фреза 8 укреплена на суппорте 9, имеющем возможность нознратно-поступательного перемещения в направляющих элементах 10, которые закреплены на установленном с возможностью разворота вокруг пальца 11 кронштейна 12. Ось пальца 11 направлена вертикально, пересекает ось коллектора вблизи его наружного торца и лежит также в плоскости движения фрезы 8. Кронштейн 12 снабжен жестко 40 соединенным с ним поводком 13 с вилкой на конце, в которую входит палец гайки 14 привода 15 разворота направляющих, содержащего также нинт 16, нращаемый шаговым двигателем 17. Гай- 45 ка 14 снязана с датчиком 18 положения направляющих фрезы, выдающим сигнал соответстнуюший углу разворота направляющих элементов 10, т.е. углу, :который образует плоскость движения фреэы с нертикальной плоскостью, проходящей через ось коллектора.

Фотоэлектрический датчик 19 угла поворота коллектора установлен неподвижно. Его ось, пересекающая ось коллектора, смещена относительно

55 вертикальной плоскости навстречу направлению поворота коллектора на угол }, меньший углового шага () коллекторных пластин. Такой же датчик 20 угла перекоса коллекторных Я} пластин установлен под таким же углом к вертикальной плоскости на расстояние 1 от датчика угла поворота коллектора. Фотодатчики 19 и

20 выдают сигнал только тогда, ког- 65 да середина (или край) изоляционной прокладки сонмещается с осью датчика.

Механизм 21 подачи фазы 8 содержит рычаг 22 с вилкой на конце, взаимодействующей с пальцем на конце суппорта 9, и кулачок 23, жестко сидящий на распределительном валу 24, связанном через редуктор 25 с двигателем

26. На распределительном валу 24 также жестко укреплен барабан 27 с контактом 28, который может перемыкать в)етку 29 со щеткой 30 или со щеткой

31.

Система 32 упранления поворотом коллектора содержит счетчик 33 соверша. емых шаговым днигателем понорота коллектора шагов, задатчик 34 числа шагов, сумма которых ранна углу,, блок

35 сравнения, к одному входу которого присоединен задатчик 34, а к другомуныход счетчика 33. Выход блока 35 сравнения соединен с одним из входов блока 36 управления шаговым двигателем поворота коллектора. Второй вход блока 36 соединен со щеткой 31.К выходу блока 36 подключен шаговый двигатель 5,который работает только при наличии сигналов на обоих входах блока

36.Счетчик 33 соединен с выходом блока 36 через управляемый ключ 37.Система 38 управления разворотом направляющих элементов фрезы содержит реверсивный счетчик 39 совершаемых двигателем поворота коллектора шагов,присоединенный к одному входу устройства 40 для сравнения, ко второму входу которого подключен датчик 18 положения направляющих фрезы. Выход устройства40 соединен с одним из нходон блока

41 управления шаговым двигателем разворота направляющих фрезы. Ренерсинный счетчик 39 имеет дна счетных входа: прямой и обратный, которые подключены к выходу блока 37 через управляемые ключи 42 и 43. Каждый из этих ключей имеет два управляющих входа: отпирающий и запирающий, при наличии сигнала на последнем ключ заперт, независимо от наличия сигнала на отпирающем входе. При отсутствии сигнала на отпирающем входе ключ также всегда заперт. Отпирающий вход ключа 42 присоединен к единичному выходу триггера .44, единичный вход которого подключен к датчику 19 угла поворота коллектора.

Отпирающий вход ключа 43 подсоединен к. единичному выходу триггера 45, единичный вход которого подключен к датчику 20 угла перекоса коллекторных пластин. Запирающие входы ключей 42 и 43 присоединены к выходу элемента 46, один вход которого подключен к единичному выходу триггера 44, а другой — к единичному выходу триггера 45 ° К выходу элемента 46 подключен. также второй вход блока

41, к выходу которого подключен шаго вый двигатель 17, работающий только

708446 при наличии сигналов на обоих входах блока 41, причем направление вращения шагового двигателя 17 определяется знаком сигнала на выходе устройства 40 для сравнения.

К единичному выходу триггера 44 подключен также управляющий вход управляемого ключа 37. При наличии сигнала на этом входе ключ 37 открыт, при отсутствии — заперт. Нулевые входы триггеров 44 и 45 подключены к щетке 30, к которой также подключены входы сброса на нуль счетчика 33 и реверсивного счетчика 39 °

Работает станок для автоматичес- кого продораживания коллекторов электрических машин следующим образом.

В исходном положении контакт 28 перемыкает щетки 29 и 31, но сигнал на щетке 29 отсутствует, вследствие 20 чего отсутствует сигнал на одном из входов блока 36 управления шаговым двигателем поворота коллектора, Триггеры 44 и 45 находятся в нулевом состоянии, Счетчики 33 и 39 сброшены на нуль. Схема 35 сравнения выдает сигнал в блок 36, так как на одном ее входе присутствует число от задатчика 34, а на другом — нуль от счетчика ЗЗ.Блок 36 импульсов для шагового двигателя 6 не вырабатывает,так как на одном его входе сигнала нет, Датчик 18 выдает число, величина и знак которого определяются занимаемым направляющим элементам фрезы 35 положением и может в определенных пределах иметь любые значения. Если это число отличается от нуля, устройство 40 для сравнения вы- дает сигнал, так как на другом его входе число равно нулю. Сигнал от устройства 40 для сравнения поступает на вход блока 41, но этот блок не вырабатывает импульсов для шагового двигателя разворота направляющих элементов фрезы, так как íà BToDOM 45 входе этого блока сигнал с выхода элемента 6 отсутствует.

Устанавливают на станке якорь с подлежащим продэраживанию коллектором и закрепляют его в патроне 3, Пода- 50 ют на щетку 29 сигнал, который через контакт 28 и щетку 31 поступает на вход блока Зб, Последний начинает вырабатывать импульсы, поступающие в шаговый двигатель 6 и вызываюшие его 55 вращение. очаговый двигатель 6 через редуктор 5 вращает шпиндель 2 и вместе с ним закоепленный в патроне 3 якорь. Поверхность коллектора перемещается в поле зрения фотодатчиков @

19 и 20. До тех пор, пока оси датчиков не пересечет межламельная изоляционная прокладка коллектора, датчики сигнала на выдают в триггеры 44 и 45 <остаются: в нулевом состоянии.

При этом ключи 37, 42 и 43 остаются запертыми и импульсы в счетчики

33 и 39 не поступают. Счетчики сохраняют нулевое состояние. В этот момент, когда с осью датчика 19 угла поворота коллектора совмещается изоляционная прокладка, датчик выдает сигнал, который переводит триггер 44 в единичное состояние. Единичный сигнал на выходе триггера 44 отпирает ключ 37, и в счетчик 33 начинают поступать импульсы, вырабатываемые блоком 36. На выходе счетчика растет число, равное числу шагов, совершаемых шаговым двигателем

6 с момента выдачи сигнала:датчиком

19. пока это число будет меньше числа, выдаваемого датчиком 34, на выходе схемы 35 сравнения существует сигнал и шагозый двигатель 6 продолжает вращать шпиндель 2, Когда коллектор поворачивает на угол d, c. момента выдачи сигнала датчиком 19, число на выходе счетчика 33 становится равно числу, выдаваемому задатчиком 34, и сигнал на выходе схемы .

35 сравнения исчезает. Паговый двигатель 6 останавливается и в этот момент та точка изолированной прокладки, которая совмещалась с осью датчика 19 в момент выдачи сиг" нала, совмещается с осью разворота направляющих фрезы.

При отсутствии перекоса межлаМельная изоляционная прокладка пересекает оси датчиков 19 и 20 одновременно. В этом случае триггеры

44 и 45 переходят в единичное состояние также одновременно, и импульсы в реверсивный счетчик 39 не успевают проходить. Число на выходе счетчика остается равным нулю. На выходе устройства 40 для сравнения имеется сигнал, знак которого определяется знаком числа, выдаваемого датчиком 18 положения направляющих Арезы. По этому сигналу (так как на втором входе блока 41 присутствует сигнал с выхода элемента 46) блок 41 вырабатывает импульсы, которые вызывают вращение, шагового двигателя

17 в направлении, при котором абсолютное значение числа на выходе . датчика 18 уменьшается. В тот момент, когда это число равно нулю, шаговый двигатель 17 останавливается и при этом направление подачи фрезы совмещается с вертикальной плоскостью, проходящей через ось коллектора.

При наличии перекоса возможны два случая, В первом изоляционная прокладка коллектора вначале пересекает ось датчика 19, По сигналу с единичного выхода триггера 44 отпирается ключ 42 н r ðoïóñêàåò импульсы от блока 36 на прямой вход реверсивного счетчика 39, на выходе которого растет число, равное числу шагов, 708446 совершаемых шаговым двигателем 6 с момента выдачи сигнала датчиком 19.

Этому числу условно присвоен положительный знак. В момент, когда изоляционная прокладка пересекает также и ось датчика 20 триггер 45 также переходит в единичное состояние и сигнал с выхода элемента 46 запирает ключ 42, а ключ 43 продолжает оставаться запертым, На выходе счетчика

39 остается положительное число, равное перекосу изоляционной прокладки, выраженному в количестве шагов шагового двигателя поворота коллектора при базе. Датчик 18 измеряет угол поворота направляюких элементов фреэы в том же масштабе. В устройстве 40 для сравнения происходит вычитание

=исла, поступающего от датчика 18, :.з числа, поступающего от счетчика с учетом их знаков (алгебраичес..ое вычитание) . Если угол„ под кото- 20 рым направляющие элементы фрезы находятся относительно оси коллектора имеет ту же величину и знак, что и угол перекоса изоляционной прокладки, сигнал на выходе устройства 40 25 для сравнения равен нулю. В других случаях знак сигнала совпадает со знаком разности, образую ейся при вычитании указанных чисел. По сигналу от устройства 40 для сравнения щ блок 41 выдает импульсы шаговому двигателю 17 и последний разворачивает направляющие элементы Фрезы в ту сторону, при движении в которую разность чисел в устро стве 40 за счет изменения числа, выдаваемого датчиком 18, уменьшается, При нулевом сигнале шаговый двигатель 17 останавливается, а направляющие 10 фрезы окаэЫваются развернутыми в соответствии с перекосом изоляционной прокладки.

В другом случае изоляционная прокладка вначале пересекает ocb датчика 20. Открывается ключ 43 и пропускает импульсы на обратный вход реверсив-45 ного счетчика 39, на выходе которого растет число, равное числу шагов, .совершаемых шаговым двигателем 6 с момента выдачи сигнала датчиком 20.

Этому числу условно присвоен отрицательный знак, В момент, когда изоляционная прокладка пересекает также и ось датчика 19, поступление импульссов в реверсивный счетчик 39 прекращается и двигатель 17 разворачивает направляющие элементы Арезы так, чтобы число на выходе устройства 40 для сравнения стало равно нулю, Равенство нулю сигналов обоих устройств для сравнения (35 и 40) означает, что закончено предварительное ориентирование коллектора и он выставлен по углу поворота, а направляющие элементы 10 фрезы развернуты в соответствии с перекосом той изоляционной прокладки, в которой предстоит фрезеровать дорожку. После того, как сигналы обоих устройств для сравнения станут равны нулю, включают двигатель 26, который через редуктор

25 вращает распределительный вал 24.

Кулачок 23 посредством толкателя 22 осуществляет подачу суппорта 9 с фрезой 8, Последняя прорезает дорожку в изоляционной прокладке. B самом начале оборота распределительного вала 24 контакт уходит из-под щеток

29 и 31, разъединяя их и предотвращая возможность включения шагового двигателя 6 при соприкасании фрезы

8 с коллектором. По окончании фрезерования дорожки суппорт 9 с фрезой

8 отходит назад, К концу оборота распределительного вала 24 контакт

28 перемыкает щетки 29 и 30. Сбрасываются на нуль счетчики 33 и 39 н переводятся в нулевое положение триггеры 44 и 45. Затем контакт 28 . уходит иэ-под щетки 30 и перемыкает щетки 29 и 31, выдавая сигнал на один вход блока 36, на втором входе которого присутствует сигнал от блока сравнения 35. t 1àãoâûé двигатель

6 начинает вращать коллектор до тех пор, пока следующая прокладка не пересечет ось датчика 19, а затем коллектор не будет повернут на угол а(, Параллельно работает и система 38 управления разворотом направляющих элементов фрезы, направляющие устанавливаются под углом, равным углу перекоса очередной изоляционной прокладки. Длина дуги контакта 28 достаточно большая для того, чтобы за время, когда контакт 28 перемыкает щетки 29 и 31, шаговый двигатель 6; успевал повернуть коллектор на угол а шаговый двигатель 17 успевал развернуть направляющие элементы фрезы в соответствии с перекосом очередной изоляционной прокладки.

Пройдя исходное положение, распределительный вал 24 начинает второй оборот. Начинается новая подача фрезы Я, прорезающей дорожку в изоляционной прокладке, которая после поворота коллектора оказалась на линии движения фрезы. Контакт 28 вначале размыкает r етки 29 и 3?, а затем к концу второго оборота распределительного вала, когда заканчивается отвод фреэы, контакт 28 перемыкает щетки 2 9 и 30,сбрасывая на нуль счетчики 33 и 39 и переводя в нулевое состояние триггеры 44 и 45.Затем контакт 28 перемыкает щетки 29 и 31, и шаговые двигатели 6 и 17 осуществляют поворот коллектора и разворот направляющих элементов Лрезы в соответствии с углом перекоса новой изоляционной прокладки. Распределительный вал 24, продолжая вращение начинает третий оборот, при котором, как и при всех последую708445

10 щих оборотах, повторяются описанные действия.

Когда будут профрезерованы дорожки во всех изоляционных прокладках, двигатель 26 отключают, например, по сигналу счетчика оборотов распределительного вала, После отключения двигателя распределительный вал останавливается в исходном положении, когда контакт 28 перемыкает щетки 29 и 31, Снимают со станка якорь с продороженным коллектором и устанавливают на станок новый якорь.

Изобретение позволяет повысить производительность станка для автоматического продораживания коллекторов электрических машин за счет сокращения времени установки фрезы в требуемое положение.

Формула изобретения

Станок для автоматического продораживания коллекторов электрических машин, содержащий привод поворота коллектора, фрезу с механизмом подачи, установленную в направляющих элементах, связанных с приводом их разворота вокруг оси, проходящей через ось коллектора, закрепленный неподвижно на корпусе датчик угла поворота коллектора, датчик угла перекоса пластин и систему управления поворотом коллектора и разворотом направляющих элементов фрезы, о тл и ч a e ra.и и с я тем, что, с целью повышения производительности, датчик угла перекоса пластин установлен на корпусе, причем оба датчика смещены от плоскости, проходящей через ось разворота направляющих элементов фрезы и ось коллектора, на одинаковый угол, меньший углового шага пластин коллектора, но превышающий угол, под которым располагаются одна относительно другой на коллекторе две контролируемые датчиками угла поворота коллектора и угла перекоса пластин точки изоляционной прокладки при минимально возможном перекосе пластин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

25 1. Автор"êîå свидетельство СССР

Р 221805, кл. И 01 Р 43/06, . 1968 °

2. Патент ФРГ У 1п68085, кл, 49 в 4/О i, 1951.