ТЕХНИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ ДЛЯ КОМПЛЕКТУЮЩИХ СИСТЕМ ЛИНЕЙНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМАХ УПРАВЛЕНИЯ Российский патент 2017 года по МПК B23Q1/01 B23Q1/72 F16C29/00 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к базовым компонентам для линейных систем передвижения, и может быть использовано для установки различных типов направляющих для линейного перемещения, а также различных типов приводных механизмов.

Из уровня техники известны следующие технические решения.

Известен направляющий профиль (патент США №5445045, 29.08.1995), имеющий вогнутую часть, при этом источник привода устанавливается в вогнутом участке. Ползунок устанавливается в вогнутом участке, при этом ползунок перемещается вдоль вогнутой части. Крышка используется для покрытия вогнутой части профиля. Профиль также включает пазы, выполненные в соответствующих наружных сторонах, которые имеют Т-образные поперечные сечения. Пазы определены в продольном направлении профиля таким образом, чтобы быть идентичными по структуре друг другу. Приводные механизмы могут быть соединены друг с другом посредством пазов таким образом, чтобы собрать привод, имеющий требуемую конфигурацию, тем самым делая возможным разместить приводной механизм на производственной линии на заводе.

Также известен модуль линейного перемещения (патент США №5131125, 21.07.1992), включающий корпус, образованный профилем, нижняя поверхность которого снабжена пазами, профиль включает нижнее основание, составляющее опорную поверхность, соответствующую максимальной ширине направляемого тела, длина нижнего основания имеет продольное отверстие, позволяющее позиционирование соединительной полосы.

Наиболее близким аналогом предлагаемому техническому решению является профиль (патент США №5661945, 02.09.1997), выполненный в виде балки для поддержки подвижной нагрузки, может быть изготовлен из алюминиевых профилей или других материалов. Симметричный П-образный экструдированный профиль имеет параллельные стержни, проходящие вниз, и соединительный элемент между стержнями. Между соединительным элементом и нижней частью профиля устанавливаются в нескольких плоскостях направляющие и приводные элементы. С обратной стороны профиля расположены пазы разного типа.

Недостатками известных решений являются сложность проектирования и эксплуатации, необходимость применения двух и более различных профилей для реализации защищенного корпус-суппорта, а также отсутствие универсальности для различных типов устанавливаемых направляющих и приводов.

При разработке предлагаемого технического решения была поставлена задача создать компактное и легкое средство для проектирования линейных систем передвижения, которое бы ускоряло процесс сборки, было универсальным для разных типов механизмов и направляющих линейных перемещений, не требовало трудозатрат в производстве.

Технический результат заявленного технического решения заключается в обеспечении универсальности для разных типов механизмов и направляющих линейных перемещений станков, расширении функциональных возможностей за счет возможности установки в один и тот же профиль различных направляющих для линейного перемещения и компонентов различных приводных механизмов, а также обеспечении возможности крепления самого профиля к различным конструктивным элементам автоматизированных систем управления.

Указанный технический результат достигается за счет того, что создан профиль для комплектующих систем линейного перемещения в автоматизированных системах управления, включающий две боковые и торцевую стенки, образующие П-образную полость, внутри которой на боковых стенках профиля в области стыков боковых и торцевых стенок симметрично выполнены две канавки с сечениями дугообразной формы с переходом одного конца дуги в элемент трапецеидальной незамкнутой формы, в центральной части каждой боковой стенки внутри П-образной полости выполнены канавки с сечениями в форме замочной скважины, на концах боковых стенок внутри П-образной полости выполнены прямоугольные пазы, по краям торцевой стенки внутри П-образной полости выполнены два ступенчатых выступа, в каждом из которых выполнена канавка с сечением в форме замочной скважины, в центральной части торцевой стенки внутри П-образной полости выполнено углубление с сечением прямоугольной формы, внутри которого выполнено два выступа, на концах торцевой стенки на внешней стороне профиля симметрично выполнено по два паза шириной 2 мм и шириной 16 мм, в центральной части торцевой стенки выполнено 5 выступов с равными расстояниями между ними, на боковых стенках снаружи на внешней стороне профиля выполнены каналы.

Заявленное техническое решение относится к профилю, выполненному из алюминиевого сплава путем экструдирования и используемому в качестве универсального защищенного корпус-суппорта для легких станков и линейных систем перемещений в автоматизированных системах управления.

Конструкция профиля позволяет устанавливать в него различные направляющие для линейного перемещения (круглая ∅=8÷12 мм, рельсовая шириной от 8 мм до 25 мм), применять приводные механизмы разного типа (зубчатая рейка М до 3 м, трапециевидный винт (∅=8÷25 мм), ШВП (∅=8÷25 мм), ремень зубчатый шириной до 40 мм) и гофрированную защиту, что обеспечивает его универсальность.

В канавки с сечениями дугообразной формы с переходом одного конца дуги в элемент трапецеидальной незамкнутой формы, выполненные на боковых стенках профиля в области стыков боковых и торцевых стенок, вставляются направляющие круглой формы.

На ступенчатые выступы, выполненные на концах торцевой стенки с внутренней стороны профиля, устанавливаются рельсовые направляющие, которые крепятся посредством сверления и нарезания резьбы метрической в профиле. Канавка в свою очередь выполняет функцию центровки для отверстий крепления направляющих. С торца в открытом отверстии, выполненном в форме замочной скважины, нарезается резьба для крепления торцевой пластины либо крепления профиля к плоскости.

Посредством канавок с сечениями в форме замочной скважины, выполненных в центральной части боковых стенок с внутренней стороны профиля, осуществляется крепление профиля к пластинам суппортов конструкций и плоскостным деталям.

Пазы, образованные выступами, выполненными на торцевой стенке на внешней поверхности профиля, обеспечивают крепление самого профиля, а также крепление в профиль других конструктивных элементов автоматизированных систем управления в различных вариациях, что также обеспечивает универсальность предлагаемого технического решения.

В пазы с сечениями прямоугольной формы на нижних концах боковых стенок внутри П-образной полости вставляется гофрированная защита в виде тканевой ленты, пропитанной резиновым составом и собранной в гармошку с промежуточными пластиковыми ребрами для жесткости, которая обеспечивает защиту внутренних механизмов от пыли, грязи, отходов реза и создает эстетический вид суппорта.

За счет расположения установочных площадок в профиле на боковых и торцевой стенках каждый элемент базируется в профиле по двум и более плоскостям контакта, что обеспечивает наиболее точное базирование.

Далее техническое решение поясняется ссылками на чертежи, на которых приведено следующее:

Фиг. 1 - общий вид профиля.

Фиг. 2 - пример установки в профиле зубчатой рейки, рельсовых и круглых направляющих.

Фиг. 3 - пример установки в профиле ремня зубчатого, рельсовых и круглых направляющих

Фиг. 4 - пример установки в профиль винта ШВП, рельсовых и круглых направляющих.

Фиг. 5 - пример установки в профиль круглых направляющих.

Фиг. 6 - пример установки в профиль рельсовых направляющих.

Фиг. 7 - пример установки в профиль круглых направляющих и винта ШВП.

Фиг. 8 - пример установки в профиль рельсовых направляющих и винта ШВП.

Фиг. 9 - пример установки в профиль круглых направляющих и ремня зубчатого.

Фиг. 10 - пример установки в профиль рельсовых направляющих и ремня зубчатого.

Фиг. 11 - пример установки в профиль круглых направляющих и зубчатой рейки.

Фиг. 12 - пример установки в профиль рельсовых направляющих и зубчатой рейки.

Предлагаемое техническое решение относится к универсальному профилю, изготовленному из алюминиевого сплава путем экструдирования, и содержит две боковые стенки (1) и одну торцевую стенку (2), образующие П-образную полость для размещения в ней комплектующих компонентов линейных систем перемещения.

Внутри П-образной полости на боковых стенках (1) профиля в области стыков боковых (1) и торцевых (2) стенок симметрично выполнены две канавки (3) с сечениями дугообразной формы с переходом одного конца дуги в элемент трапецеидальной незамкнутой формы. В канавки (3) вставляются круглые направляющие (14) с сечением диаметра ∅=8 мм или 12 мм. Выполнение канавки с сечением такой формы обеспечивает отсутствие дополнительных деталей крепежа в креплении направляющей, точное базирование направляющей без юстировки и скорость установки.

В центральной части каждой боковой стенки (1) внутри П-образной полости выполнены канавки с сечениями в форме замочной скважины (4) (образованной симметричной дугой относительно горизонтальной оси с отходящими от ее концов прямыми с переходом в трапецеидальную форму), предназначенные для крепления профиля к краям других профильных деталей и плоскостным деталям. Выполнение канавки в форме замочной скважины - это технологичное условие выполнения отверстий до 10 мм в экструдированном профиле.

На концах боковых стенок (1) внутри П-образной полости выполнены пазы с сечениями прямоугольной формы (5). В пазы (5) вставляется гофрированная защита (15) в виде тканевой ленты, пропитанной резиновым составом и собранной в гармошку с промежуточными пластиковыми ребрами для жесткости, которая обеспечивает защиту внутренних механизмов от пыли, грязи, отходов реза и создает эстетический вид суппорта.

По краям торцевой стенки внутри П-образной полости выполнены два ступенчатых выступа (6), в каждом из которых выполнена канавка с сечением в форме замочной скважины (7). На ступенчатые выступы (6), выполненные на концах торцевой стенки (2), с внутренней стороны профиля устанавливаются рельсовые направляющие (18). Посредством канавок с сечениями в форме замочной скважины (7) осуществляется крепление профиля к пластинам суппортов конструкций и плоскостным деталям.

В центральной части торцевой стенки внутри П-образной полости между двумя ступенчатыми выступами (6) выполнено углубление с сечением прямоугольной формы (8), внутри которого выполнено два выступа (9) с формированием пространства для установки различных приводных механизмов: зубчатой рейки (16, 17) (М до 1,5), зубчатого ремня (19) (до 40 мм шириной), винта ШВП (20) (∅=8÷20 мм). Указанные детали крепятся между торцевыми пластинами, установленными по торцам профиля, между торцевыми стенками профиля и для них предусмотрено место внутри П-образной полости профиля за гофрозащитой (15).

Каналы, открытые с одного края, на внешней стороне боковых стенок (1) профиля предназначены для крепления межпрофильных стенок из фанеры или мдф до 16 мм, листового пластика 2-4 мм, что позволяет собирать закрытые корпусы, делать промежуточные стенки в конструкции, усиливая ее тем самым, использовать стенки в качестве рабочих столов конструкции и т.п. В частности туда вставляется профиль алюминиевого стола с Т-образным пазом для использования его в качестве рабочего стола в станках с ЧПУ.

На концах торцевой стенки на внешней поверхности профиля симметрично выполнено по два паза шириной 2 мм (10) и шириной 16 мм (11), в центральной части торцевой стенки выполнено 5 выступов (13) на равных расстояниях друг от друга. Пазы на торцевой стенке с внешней стороны профиля предназначены для крепления самого профиля в различных вариациях, а также крепления в профиль других конструктивных элементов автоматизированных систем управления.

За счет расположения установочных площадок в профиле на боковых и торцевой стенках каждый элемент (направляющие круглые, направляющие рельсовые, рейка зубчатая, гофрозащита) базируется в профиле по 2-м и более плоскостям контакта, что обеспечивает наиболее точное базирование.

Предлагаемое техническое решение может быть реализовано в виде еще двух профилей, отличающихся размером, сохраняя в себе все принципы и идеи описанного профиля.

Универсальный профиль включает две боковые и торцевую стенки, образующие П-образную полость, внутри которой на боковых стенках профиля в области стыков боковых и торцевых стенок симметрично выполнены две канавки с сечениями дугообразной формы с переходом одного конца дуги в элемент трапецеидальной незамкнутой формы. В центральной части каждой боковой стенки внутри П-образной полости выполнены канавки с сечениями в форме замочной скважины. На концах боковых стенок внутри П-образной полости выполнены пазы с сечениями прямоугольной формы. По краям торцевой стенки внутри П-образной полости выполнены два ступенчатых выступа, в каждом из которых выполнена канавка с сечением в форме замочной скважины, в центральной части торцевой стенки внутри П-образной полости выполнено углубление с сечением прямоугольной формы, внутри которого выполнено два выступа, на концах торцевой стенки снаружи П-образной полости симметрично выполнено по два паза шириной 2 мм и шириной 16 мм, в центральной части торцевой стенки выполнено 5 выступов с равными расстояниями между ними, на боковых стенках снаружи П-образной полости выполнены каналы. Достигается универсальность для разных типов механизмов и направляющих линейных перемещений и для разных легких станков, расширение функциональных возможностей за счет возможности установки в один и тот же профиль различных направляющих для линейного перемещения и компонентов различных приводных механизмов, а также возможности крепления самого профиля к различным конструкционным элементам автоматизированных систем управления. 12 ил.

Универсальный П-образный профильный элемент из алюминиевого сплава для перемещения компонентов станка по линейным направляющим, содержащий торцевую и две боковые стенки, отличающийся тем, что на концах каждой из боковых стенок, прилегающих к стыку с торцевой стенкой, со стороны их внутренней поверхности, выполнены расположенные симметрично друг другу канавки с сечениями дугообразной формы с возможностью размещения в них направляющих круглого сечения, в центральной части каждой из боковых стенок со стороны их внутренней поверхности выполнены канавки с сечениями в форме дуги, концы которой сопряжены с прямолинейными участками, расходящимися относительно друг друга, с возможностью крепления к ним профильных или плоскостных компонентов станка, на свободных концах каждой из боковых стенок со стороны их внутренней поверхности выполнены пазы с сечениями прямоугольной формы с возможностью установки в них гофрированной защитной ленты, при этом внутренние краевые части торцевой стенки выполнены со ступенчатой поверхностью, выступающей над внутренней центральной частью торцевой стенки с образованием в ней углубления с сечением прямоугольной формы, на поверхности которого выполнено два выступа с формированием поверхности для установки приводных механизмов, а в каждой из упомянутых внутренних краевых частей выполнена канавка с сечением в форме дуги, концы которой сопряжены с прямолинейными участками, расходящимися относительно друг друга, с возможностью крепления к ним профильных или плоскостных компонентов станка, причем на каждом из концов торцевой стенки со стороны ее внешней поверхности выполнены по два симметричных паза с шириной, равной соответственно 2 мм и 16 мм, а в центральной части торцевой стенки со стороны ее внешней поверхности выполнены выступы, расположенные на равном расстоянии друг от друга, с возможностью прикрепления к профильным компонентам станка.