Прецизионная станина

Прецизионная станина

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ПРЕЦИЗИОННАЯ СТАНИНА, сод жащсш механизм автоматической ком сация деформации направляющих, вы ненный в виде регулируемых домкратов , управляемых от системы датчиков деформации, расположённых на базовой балке, и устройство разгрузки направляющих в виде разгружающих опор, связанных в каждом канале управления с источником изменяенюго давления, отличающаяся тем, что, с гелью повышения точности обработки изделия различной массы , в каждом канале управления разгрузкой датчик, деформации подключен к источнику изменяемого давления и выполнен в виде оптоэлектронного модуля , оптически связанного с индексом , установленным на станине.

ÄÄsuÄÄ993 671

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (5Н В 23 Q 1/02//В 23 В 25/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTGPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ аим; ° (21 ) 2933923/25-08 (22) 04.06.80. (46) 30.09.83. Бюл. Р 36 (72) B.Г.Абрамов, В.T.Синоженко и В.A.Ïðoêîïåíêî (71) Особое конструкторское бюро станкостроения (53) 621.92-229(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство. СССР

Р 490577, кл. В 23 Q, 17/00, 1975;

2. Авторское свидетельство СССР

М 519284, кл. В 23 8 25/06, 1976 (54) (57} ПРЕЦИЗИОННАЯ СТАНИНА, содер-. жащая механизм автоматической компенсации деформации направляющих, выполненный в виде регулируемых домкра-- тов, управляемых. от системы датчиков деформации, расположенных на базовой балке, -и устройство разгрузки направляющих в виде разгружающих опор, связанных в каждом канале управления с источником изменяемого давления, отличающаяся тем, что, с гелью повышения точности обработки изделия различной мас сы, в каждом канале управления раз.грузкой датчик деформации подключен к источнику изменяемого давления и выполнен в виде оптоэлектронного мо дуля, оптически связанного с индек,сом, установленным на станине.

991671

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано, в частности, в прецизионных координатно-расточных станках.

В настоящее время в современном станкостроении существует проблема уменьшения погрешностей металлообработки, образующихся вследствие неточности взаимного расположения направляющих и стола станка. Неоднократные попытки решить до конца эту 10 задачу путем применения устройств, компенсирующих прогиб станины, и отдельно устройств разгрузки направляющих пока не имели успеха.

Известно устройство автоматичес- 15 кой разгрузки направляющих узлов машин, предназначенное для координатно-расточных станков и координатно-измерительных машин. Принцип

его работы заключается в автоматцческой регулировке давления в гидроопорах в зависимости от величины нагрузки на привод узла. В аналоге имеются гидроопоры, управляемые электрогидравлическим преобразователем, связанным с датчиком усилия.

Датчик выполнен в виде обмоток дополнительных полюсов электродвигателя привода узла. Датчик измеряет величину тока якоря, которая зависит от нагрузки на привод и пропорциональна силе трения в направляющих.

Устройство позволяет так же, как и предлагаемое, изменять давление в гидроопорах стола (1 ).

Недостатком указанного устройства З5 является ненадежность разгрузки вследствие непрямого характера измерения величины массы изделия посредством датчика усилия, в результате чего выдается ошибочная информация, 40 в соответствии с которой регулируется давление в гидроопорах. Это обусловлено тем, что нагрузка на привод, измеряемая датчиком усилия, изменяется не только от усилия трения 45 в направляющих, но от вида выполняемых на станке работ. Например, при фреэеровании изделия нагрузка на привод и, следовательно, ток якоря в несколько раз превышает нагрузку у) от сил трения, возникающих от веса изделия. Датчик дает сигнал на увеличение давления в гидроопорах и, так как масса изделия не меняется, происходит отрыв стола от направляющих станины. Всплытие стола приведет к браку обрабатываемого иэделия.

В качестве прототипа выбрана прецизионная станина, предназначенная для высокоточных координатно-расточных станков. Конструкция прототи- 60 па обеспечивает необходимую плоскостность направляющих станины путем применения следящих систем совместно с гидроопорами, компенсирующими прогиб станины. Прецизионная станина, 65 йоэволяет компенсировать поперечные деформации от несимметричного давле ния иэделия, передаваемого через перемещаемый стол. В прототице имеется устройство в виде регулируемых домкратов, управляемых от системы датчиков деформации, расположенных на базовой балке. Базовая балка выполнена П -образной формы и установлена на трех опорах, совмещенных с башмаками станины. На каждой прямолинейной поверхности базовой балки установлено не менее одного датчи-. ка деформации, управляющего соответствующим регулируемым домкратом. Известное устройство компенсирует прогиб станины, обеспечивая стабильное положение станины в поперечном направлении (2 ).

Однако такая конструкция прецизионной станины не предусматривает одновременно с компенсацией деформации направляющих станины разгрузки направляющих стола от веса изделия ,различной массы.

Рассмотренные выше. устройства ,разгрузки в сочетании с устройством прецизионной станины не обеспечивают высокой точности обработки, в силу низкой надежности разгрузки и компенсации деформации направляющих, вследствие изменения давления в гидроопорах путем косвенных методов измерения массы устанавливаемого изделия. Надежность разгрузки и компенсации деформации направляющих низка также иэ-за сложности и дублирования измерительных элементов как в устройсгве разгрузки, так и в устройстве компенсации. Таким образом, отсутствует единая конструкция, решающая эту задачу. целью изобретения является повышение точности обработки изделий различной массы путем повышения надежности разгрузки и компенсации деформации, за счет изменения давления в разгружающих опорах в зависи мости от массы устанавливаемого изделия после предварительной компенсации деформаций базовых деталей и с последующей окончательной компенсацией деформаций.при разгруженном узле.

Поставленная цель достигается тем, что в прецизионной станине, содержащей механизм автоматической компенсации деформации направляющих, выполненный в виде регулируемых домкратов, управляемых от система датчиков, расположенных на базовой балке, и устройство разгрузки направляющих в виде раэгружающих опор, питаемых от источника изменяемого гидравлического или пневматического давления, йапример, электрогидравлического преобразователя, в каждом канале управления разгрузкой датчик де-, 991671 формации подключен к источнику изменяемого давления. Этот датчик выполнен в виде оптоэлектронного моду- ля, оптически связанного с индексом, установленным на станине. Так как датчик деформации реагирует только на перемещения станины, напрямую связанные с изменением массы изделия, то и давление в опорах изменяется прямо пропорционально массе изделия..Вследствие этого повышается 10 надежность разгрузки и компенсации деформаций направляющих, позволяющие повысить точность обработки.

На фиг. 1 .показан координатно» расточный станок; на фиг. 2 — раз- 15 рез A-A на фиг. 1; на фиг. 3 — устройство разгрузки направляющих.

Прецизионная станина содержит механизм автоматической компенсации деформации направляющих и устройство автоматической разгрузки направляющих. Механизм автоматической компенсации деформации направляющих 1 выпслнен в виде регулируемых домкратом 2, соединенных следящими каналами 3 с датчиками 4 деформации.

Регулируемые домкраты 2 установлены на фундаменте между башмаками 5.

Датчики 4 деформации установлены на базовой балке П -образной формы, состоящей иэ расголоженных вдоль станины балок 6, и сочлененной с ними расположенной поперек станины балt ки 7. Опоры 8 основания и системы базовых балок совмещены для поддержания стабильного положения базовых 35 балок относительно направляющих 1 °

Устройство автоматической разгрузки направляющих 1 выполнено в виде гидравлических каналов, в каждом из которых имеются расположенные на 4О столе 9 гидроопоры 10, связанные каналами 11 с электрогидравлическим преобразователем 12, соединенным в свою. очередь с одним из датчиков 13 деформации. Датчик 13 деформации, подключенный к электрогидравлическому преобразователю 12, выполнен в виде оптоэлектронного модуля, включающего в себя полупроводниковый излучатель 14 и .позиционйо-чувствительный.фотоприемник 15. Фотоприемник 15 представляет собой дифференциальный фоторезистор, чувствитель-. ные площадки которого согласованы по форме и размерам с индексом 16 и включены в мостовую схему. Ин дексы 16 закреплены на станине в зоне положения стола 9 при загрузке изделия. Индекс 16 выполнен в виде штриха, параллельного направляющим 1 станины. Фотоприемник 15 элект-6О рически подключен к сравнивающему блоку 17 и далее к релейному.усилителю 18. Релейный усилитель 18 электрически связан с электрогидравлическим преобразователем 12.

Работа устройства происходит следующим образом. Стол 9 станка без иэделия перемещают в крайнее левое положение (в положение "загрузка изделия" ) и в этом положении стола 9 включается механизм компенсации .деформаций станины, который приводит станину в эталонное состояние. После этого включается устройство разгруз- ки направляющих для определения величины опорного сигнала. Затем механизм компенсации деформаций станины выключается, оставляя включенным устройство разгрузки направляющих.

На стол 9 станка устанавливают иэделие для обработки. При этом станина деформируется и перемещается на какую-то величину относительно базовых балок 6 и 7, а датчики 13 вырабатывают электрический сигнал, величина которого зависит от величины смещения индекса относительно датчика 13. Так как индекс 16 расположен на станине, то он вместе с ней перемещается относительно базовых балок 6 и 7 и датчика 13. Иэображение индекса 16, облучаемого излучате. — . лем 14 через объектив, проектируется на фотоприемник 15, который вырабатывает электрический сигнал. Сигналы от датчиков 13 поступают в сравнивающий блок 17 (сравнивается с опорным сигналом ) и на релейный усилитель 18 и далее на преобразователь 12, соединенный трубопроводами с гидроопорами 10 (карманами в направляющих стола). Подается давление в гидроопоры 10 стола 9, прямопропорциональное величине деформации станины. После окончания цикла подачи давления в гидроопоры 10 включается механизм компенсации деформаций станины, который приводит станину в первоначальное, прямолинейное положение. Дальше начинается цикл обработки изделия.

Предлагаемое изобретейие позволяет автоматически поддерживать на одной величине силы трения в направляющих стола независимо от массы обрабатываемого иэделия в результате автоматического определения истинных величин давления в гидроопорах самим станком. В результате предлагаемая станина обеспечивает повышение точности обработки изделий вследствие повышения. точности и стабильности выхода на коордииату стола.

991671

Составитель В.Королев

ТехредЖ.Кастелевич Корректор . Повх

Редактор Е.Дайч

Заказ 8254/7 Тираж 76н Подписное

ВНИИПИ государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4