ТОКАРНЫЙ СТАНОК Российский патент 1997 года по МПК B23B3/00 B23B25/06 

Изобретение относится к области станкостроения и может быть использовано в конструкциях прецизионных токарных станков с ЧПУ для финишной обработки деталей точного приборостроения, в частности деталей лентопротяжного механизма видиомагнитофонов, гироскопов, оправ и корпусов оптических устройств.

Известен прецизионный токарный станок с ЧПУ мод. PL-3B, содержащий крестовый суппорт и неподвижную шпиндельную бабку, имеющую позиционный привод главного движения с круговым датчиком обратной связи углового положения, соединенным со шпинделем зубчатой ременной передачей, позволяющий выполнять операции обработки спиралей, резьб, пазов, радиальных и смещенных от оси отверстий (1).

Известен трехкоординатный токарный станок мод. W-200CNC.

Станок имеет шпиндельную головку, перемещающуюся вдоль оси вращения шпинделя (координата Z), и салазки с расположенными на них инструментами, перемещающиеся в поперечном относительно оси шпинделя направлении (координата X). Шпиндель станка обладает возможностью углового позиционирования (координата С) (2).

Недостатком указанных конструкций является непосредственное влияние кинематической погрешности зубчатой ременной передачи между шпинделем и датчиком обратной связи на точность углового позиционирования шпинделя.

Известен прецизионный токарный станок фирмы "SPINNER" ФРГ. Станок содержит крестовый суппорт и неподвижную шпиндельную бабку, которая может переставляться по пазам в продольном и поперечном направлениях, а также легко сменяться, причем привод главного движения с возможностью углового позиционирования расположен над шпинделем и содержит круговой датчик обратной связи углового положения, соединенный со шпинделем зубчатой ременной передачей. Указанная конструкция принята за прототип. Режим углового позиционирования используется при выполнении дополнительных сверлильно-фрезерных операций по обработке пазов, поперечных и смещенных от оси отверстий, для чего на салазки устанавливаются дополнительно шпиндельные инструментальные головки (3).

Недостатком указанной конструкции является то, что точность углового позиционирования прямо зависит от кинематической точности плоскозубчатой ременной передачи между шпинделем и датчиком.

Целью изобретения является повышение точности углового позиционирования шпинделя, что ведет к расширению технических возможностей станка в целом.

Поставленная цель достигается тем, что в токарном станке с ЧПУ, содержащем крестовый суппорт, несущий приспособления для закрепления инструмента и установленный с возможностью перемещения в двух взаимно перпендикулярных направлениях, шпиндельную бабку с размещенным в ней с возможностью углового позиционирования шпинделем, связанным с валом датчика обратной связи его углового положения посредством плоскозубчатой ременной передачи, в отличии от известного передаточное отношение указанной плоскозубатой ременной передачи i= 1, а число зубьев ремня выбирается кратным числу зубьев шкива, при этом станок снабжен бесконтактным индуктивным датчиком, генерирующим единичный импульс за один оборот введенного дополнительного вала, кинематически связанного с валом датчика обратной связи углового положения посредством зубчатой передачи с передаточным отношением, равным кратности числа зубьев ремня и шкива.

На фиг. 1 показан общий вид станка; на фиг. 2 горизонтальный разрез по оси шпинделя.

Станок содержит станину 1, на которой расположены шпиндельная бабка 2 и крестовый суппорт 3, перемещающийся в двух взаимно-перпендикулярных направлениях. На верхней плите суппорта установлены инструментальные блоки 4, а также шпиндельная инструментальная головка 5, причем количество блоков и головок может быть различным. Шпиндель 6 установлен в шарикоподшипниках 7 и 8 и приводится во вращение электродвигателем 9 посредством поликлинового ремня 10, причем электропривод шпинделя может работать в режимах главного движения, резьбонарезания, позиционирования. Шпиндель 6 посредством шкивов 11 и 12 и плоскозубчатого ремня 13 связан с валиком 14, который в свою очередь муфтой 15 соединен с валом фотоимпульсного датчика обратной связи 16. Число зубьев шкивов 11 и 12 одинаково, а число зубьев ремня 13 является кратным числу зубьев шкива. На валике 14 установлено зубчатое колесо 17, передающее через зубчатое колесо на дополнительный вал 18 вращение, причем передаточное отношение зубчатой передачи равно кратности числа зубьев ремня13 и шкива 11 или 12.

На зубчатом колесе дополнительного вала 18 расположена узкая радиальная пластина 19, взаимодействующая с бесконтактным индуктивным датчиком 20, генерирующим один единичный импульс за один оборот дополнительного вала 18. На шпинделе 6 закреплен диск 21, зажимаемый гидроцилиндром 22 через рычаги 23.

Станок работает следующим образом. При работе шпинделя в режиме позиционирования происходит вращение шпинделя до получения сигнала с индуктивного датчика 20, после чего осуществляется обнуление датчика обратной связи 16 в одном и том же взаимном положении ремня 13, шкивов 11 и 12, что позволяет ввести постоянную коррекцию кинематической погрешности плоскозубчатой ременной передачи в устройство ЧПУ. По окончании позиционирования шпиндель 6 жестко закрепляется в угловом положении рычагами 23, приводимыми в действие гидроцилиндром 22 (в случае обработки при неподвижной детали, например сверления отверстий, фрезеровании пазов).

Предлагаемая конструкция позволяет ввести в устройство ЧПУ коррекцию кинематической погрешности ременной передачи.

Использование: изобретение относится к станкостроению, а именно к конструкциям прецизионных токарных станков с ЧПУ для финишной многоинструментальной обработки деталей точного приборостроения, в частности деталей лентопротяжного механизма видеомагнитофонов, гидроскопов, оправ и корпусов оптических устройств. Сущность изобретения: станок содержит крестовый суппорт 3 с расположенными на нем инструментами, перемещающийся в двух взаимно перпендикулярных направлениях, шпиндельную бабку 2 с размещением в ней с возможностью углового позиционирования шпинделем 6, датчик обратной связи 16 углового положения, соединенный со шпинделем плоскозубчатой ременной передачей с передаточным отношением 1:1. Число зубьев ремня передачи является кратным числу зубьев шкива, а начало отсчета углового положения шпинделя определяется бесконтактным индуктивным датчиком 20, генерирующим единичный импульс за один оборот дополнительного вала 18, кинематически связанного с помощью зубчатой передачи с осью датчика обратной связи 16, передаточное отношение которого равно кратности числа зубьев ремня и шкива. 2 ил.

Токарный станок с ЧПУ, содержащий крестовый суппорт, несущий приспособления для закрепления инструмента и установленный с возможностью перемещения в двух взаимно перпендикулярных направлениях, шпиндельную бабку с размещенным в ней с возможностью углового позиционирования шпинделем, связанным с валом датчика обратной связи его углового положения посредством плоскозубчатой ременной передачи, отличающийся тем, что передаточное отношение указанной плоскозубчатой ременной передачи i 1, а число зубьев ремня выбирается кратным числу зубьев шкива, при этом станок снабжен бесконтактным индуктивным датчиком, генерирующим единичный импульс за один оборот введенного дополнительного вала, кинематически связанного с валом датчика обратной связи углового положения посредством зубчатой передачи с передаточным отношением, равным кратности числа зубьев ремня и шкива.