ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ МОДУЛЬ Российский патент 2004 года по МПК B23Q17/20 B23Q41/00 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для обработки крупногабаритных деталей.

Известны устройства для измерения формы и размеров поверхностей технологической оснастки и деталей точного машиностроения (см. а.с. СССР №1795704, МПК G 01 B 11/03 и а.с. №1834493, МПК G 01 B 11/03).

Однако данные устройства не могут быть использованы для измерений в процессе обработки крупногабаритных изделий.

Наиболее близким к предлагаемому является обрабатывающее устройство, которое содержит основание, пространственно подвижную платформу с инструментальной головкой, измерительную систему для определения положения платформы в рабочем пространстве и приспособление для закрепления обрабатываемого объекта, выполненное в виде держателя, закрепленного на основании с возможностью линейных и угловых перемещений и имеющего совокупность базовых измерительных поверхностей, предназначенных для взаимодействия с измерительной системой и однозначно определяющих положение держателя в пространстве (см. пат. РФ №2084326, МПК B 23 Q 41/02).

Однако данное устройство не позволяет обрабатывать крупногабаритные детали.

Задачей изобретения является прецизионная обработка крупногабаритных деталей со сложными поверхностями за счет обеспечения многокоординатных измерений взаиморасположения обрабатываемого изделия и инструмента в процессе обработки.

Поставленная задача решается тем, что технологический модуль, включающий обрабатывающе-измерительный модуль с оптической системой, размещенный на основании, устройство для перемещения основания обрабатывающе-измерительного модуля, приспособление для закрепления обрабатываемого объекта, согласно изобретению содержит общее основание с размещенной на нем внешней рамой. Внешняя рама оснащается оптической системой измерения перемещений основания обрабатывающе-измерительного модуля и смещения приспособления для закрепления обрабатываемого объекта относительно рамы, причем количество измерительных осей, связывающих внешнюю раму с основанием обрабатывающе-измерительного модуля, равно 6, и измерительные оси расположены так, что однозначно определяют взаимное положение рамы и основания обрабатывающе-измерительного модуля, а количество измерительных осей, связывающих внешнюю раму с приспособлением для закрепления обрабатываемого объекта, может быть от 1 до 6 в зависимости от количества нежестких направлений связи обрабатываемого объекта с рамой, при этом приспособление для закрепления обрабатываемого объекта расположено не на внешней раме.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 изображен общий вид технологического модуля; на фиг.2 - обрабатывающе-измерительный модуль на фиг.3 - вид технологического модуля сверху, где:

1 - общее основание,

2 - внешняя рама,

3 - основание обрабатывающе-измерительного модуля,

4 - устройство перемещения основания обрабатывающе-измерительного модуля,

5 - приспособление для закрепления обрабатываемого объекта,

6 - обрабатываемый объект,

7 - оптическая система внешней рамы,

8 - оптическая система обрабатывающе-измерительного модуля,

9 - рама устройства для перемещения основания обрабатывающе-измерительного модуля,

10 - прямолинейные направляющие устройства для перемещения основания обрабатывающе-измерительного модуля,

11 - механизм осуществления угловых перемещений обрабатывающе-измерительного модуля,

12 - рабочий орган обрабатывающе-измерительного модуля,

13 - шарнирно закрепленные тяги обрабатывающе-измерительного модуля,

14 - привода линейных перемещений обрабатывающе-измерительного модуля.

Технологический модуль (см. фиг.1) содержит общее основание 1, на котором расположена внешняя рама 2, устройство перемещения основания 3 обрабатывающе-измерительного модуля 4, приспособление 5 для закрепления обрабатываемого объекта 6. Внешняя рама оснащена оптической системой 7 измерения взаимных перемещений самой рамы, обрабатываемого объекта и основания обрабатывающе-измерительного модуля 3. Устройство для перемещения основания обрабатывающе-измерительного модуля состоит из рамы 9, трех взаимно перпендикулярных прямолинейных направляющих 10, механизма осуществления угловых перемещений 11.

Рабочий орган 12 (см. фиг.2), на который устанавливается измерительная головка или шпиндель с обрабатывающим инструментом, соединен при помощи шарнирно закрепленных тяг 13 с приводами линейных перемещений 14, закрепленных на основании обрабатывающе-измерительного модуля 3. Обрабатывающе-измерительный модуль, в свою очередь, оснащен оптической системой 8.

Для обеспечения возможности прецизионной обработки крупногабаритных объектов со сложными поверхностями со всех сторон служит устройство для перемещения основания обрабатывающе-измерительного модуля, состоящее из элементов 9, 10, 11, обеспечивающее возможность линейных и угловых перемещений основания. Выполнение приспособления для закрепления обрабатываемого объекта 5 в виде держателя, закрепленного на общем основании с возможностью угловых перемещений и соединенного с внешней силовой рамой устройством для измерения перемещения, предназначенного для определения положения держателя с объектом и учета деформаций внешней силовой рамой 2, обеспечивает возможность прецизионной обработки объекта со всех сторон, точного определения координат обрабатываемого объекта при установке и переустановке и контроля в процессе обработки. Это позволяет повысить точность и технологичность обработки поверхности.

На фиг.3 мы видим, что в конструкции станка удалось отделить внешнюю измерительную систему 7, находящуюся на внешней раме 2, от двигательной системы обрабатывающего блока 4 и тем самым исключить влияние силовых агрегатов на процесс измерения.

Устройство работает следующим образом.

Обрабатываемый объект 6 закрепляется в необходимое для обработки положение на общем основании 1 с помощью держателя для закрепления обрабатываемого объекта 5.

Далее осуществляется базирование обрабатываемого объекта. На рабочий орган 12 устанавливается измерительная головка. Сначала посредством устройства для перемещения основания 3 обрабатывающе-измерительного модуля 4 и далее при помощи тяг 13, приводимых в движение приводами линейных перемещений 14, перемещаем рабочий орган 12 до взаимодействия измерительной головки с базовыми поверхностями обрабатываемого объекта 6, Касаясь поверхности обрабатываемого объекта 6, набираем массив его координат. Исходя из этих данных строится система координат обрабатываемого объекта 6.

Далее с учетом всей полученной информации о положении обрабатываемого объекта 6 в рабочий орган 12 помещают режущий инструмент и производят обработку по заданной программе с доступных для обработки сторон.

Для дальнейшей обработки с других сторон обрабатываемый объект раскрепляют и поворачивают вместе с держателем 5. После чего объект опять жестко закрепляют в держателе 5. Процедуру базировки повторяют. Далее процесс обработки продолжается. Таким образом, обрабатываемый объект 6 поворачивается столько раз, сколько необходимо, чтобы полностью обработать весь объект 6.

Изобретение может быть использовано для обработки крупногабаритных деталей. Модуль включает обрабатывающе-измерительный модуль с оптической системой, размещенный на основании, устройство для перемещения последнего и приспособление для закрепления обрабатываемого объекта. На общем основании размещена внешняя рама, оснащенная оптической системой измерения перемещений основания обрабатывающе-измерительного модуля и смещения приспособления для закрепления обрабатывемого объекта относительно рамы. Приспособление для закрепления обрабатываемого объекта расположено не на внешней раме. Изобретение позволяет обеспечить обработку крупногабаритных деталей со сложными поверхностями. 3 ил.

Технологический модуль, включающий обрабатывающе-измерительный модуль с оптической системой, размещенный на основании, приспособление для закрепления обрабатываемого объекта, отличающийся тем, что он содержит общее основание с размещенной на нем внешней рамой, устройство для перемещения основания обрабатывающе-измерительного модуля, внешняя рама оснащена оптической системой измерения перемещений основания обрабатывающе-измерительного модуля и смещения приспособления для закрепления обрабатывемого объекта относительно рамы, причем количество измерительных осей, связывающих внешнюю раму с основанием обрабатывающе-измерительного модуля равно 6, и имерительные оси расположены так, что однозначно определяют взаимное положение рамы и основания обрабатывающе-измерительного модуля, а количество измерительных осей, связывающих внешнюю раму с приспособлением для закрепления обрабатываемого объекта, может быть от 1 до 6 в зависимости от количества нежестких направлений связи обрабатываемого объекта с рамой, при этом приспособление для закрепления обрабатываемого объекта расположено на общем основании.