Привод каретки делительной машины Советский патент 1985 года по МПК B23Q5/10 B23Q16/02 

1 1

Изобретение относится к делитель ным машинам для нарезания дифракционных решеток, шкал и сеток и может быть использовано также в прецизионном станкостроении и приборостроении.

Цель изобретения - повьппение точное ти и производительности делительных ма шин путем установки в устройстве ряда движительных элементов так, чтобы обеспечивались усреднение и стабильность двигательньк усилий, передаваемых от движительных элементов ползуну.

На фиг. 1 представлена блок-схема привода каретки делительной машины; на фиг. 2 - пример выполнения элементов системы управления и ползуна привода; на фиг. 3 - временная диаграмма изменения напряжения сигналов, подаваемых на элементы привода.

На направляющей 1 (фиг. 1), выполненной из магнитного материала, .установлен ползун 2, содержащий-, например, четыре движительных элемента, каждый из которых представляет собой два смежных электромагнитных прижима 3-4, 4-5, 5-6, 6-7, соединенных попарно линейными элементами 8-11 изменяемой длины. Ползун 2 постоянно контактирует с перемещаемой кареткой 12 делительной машины. Система 13 управления содержит генератор 14 импульсов, триггеры Шмидта 15 - 23 и элементы 24-31 задержки.

Триггеры Шмидта последовательно соединены через чередующиеся с ними элементы задержки, выход генератора 14 подключен к входу первого триггера 15, выходы нечетных триггеров 15, 16,19,21 и 23 подключены к обмоткам катушек индуктивности.соответствующих электромагнитных прижимов в порядке их следования от делительной каретки 12, а выходы четных триггеров 16, 18, 20 и 22 обмоткам катушек линейных элементов.

Генератор 14 может быть выполнен по схеме блокинг-генератора на транзисторе Тх (фиг. 2), в коллекторной цепи которого включена первичная обмотка трансформатора Тр , а в базовой цепи - вторичная обмотка этого же трансформатора.

Выход генератора 14 - коллектор транзистора Т- - соединен со входом . ; триггера Шмидта 15 - базой тран- ;

802252

зистора 1 . Триггер Шмидта 15 выпол нен по схеме на двух транзисторах Tj (положительной проводимости) и Tj (отрицательной проводимости).При 5 этом коллектор транзистора Tj связан с базой транзистора Tj, база транзистора TJ связана цепочкой сопротивлений R, Rj, Rj, подключенных к эмиттеру транзистора Tj, эмиттер

10 транзистора Т подключен к стабилотрону Д/,.

Выход триггера Шмидта 15 (сопротивление R) связан с входом элемента 24 задержки, вьшолненного В

15 виде последовательно соединенных сопротивления R, и конденсатора С . Выход элемента задержки (конденсатор С/() связан с входом второго триггера Шмидта 16 транзистором Т. Выход первого триггера Шмидта 15 одновременно связан с обмоткой катушки индуктивности К, электромагнитного прижима 3. Каждый электромагнитный прижим представляет собой электромагнит, содержащий катушку индуктивности К и кожух -магнитопровод 32. С направляющей 1 он контактирует посредством башмака 33 из, антрифрикционного материала.

30 Выход второго триггера Шмидта 16 связан с обмоткой катушки индуктивности Kj магнитострикционного линейного элемента 8.

Каждый магнитострикционный линейный элемент включает в себя участок стержня 34 из магнитострикционного материала (например, никеля) , охваченный катушкой индуктивности Kj. Для ограничения рабочего участка стержня 34 и повьш1ения напряженности магнитного поля на рабочем участке стержня, катушка К помещена в кожух - магнитопровод 35 из магнитомягкого материала.

Стержень 34 является несущим элементом конструкции ползуна 2. На нем закреплены все электромагнитные прижимы 3-7 илинейные элементы 8-11. Торец стержня контактирует с кареткой 12.

На фиг. 3 представлены диаграммы изменения напряжения U на выходе генератора 14 и Триггеров Шмидта с 15 по 19 в зависимости от времени t. Им55 пульсы напряжения имеют практически прямоугольную форму с периодом следования Т и длительностью ц,Импупь;сы с выхода триггера 15 синфазны с импульсами с выхода генератора 14. Импул-ьсы всех последующих триггеров смещены во времени на величину V . Привод работает следующим образом В начальный момент магнитные прижимы 3 - 7 и линейные элементы 8-11 включены, триггеры 15 - 23 не возбуждены. При включении напряжения питания (-Е) возбуждаются автоколебания генератора 14. На выходе его формируются импульсы отрицательного напряжения практически прямоугольной формы. При прохождении переднего фронта каждого импульса на вход триг гера 15, как только текущее напряжение превышает пороговое напряжение заданное стабилитроном Д, транзистор Т. открывается, вслед за этим открывается транзистор Т на цепочке сопротивлений R.J , Rj , R выделяется отрицательное напряжение. Оно передается на базу транзистора Т, обеспечивая скачкообразное возбуждение триггера 15. Таким образом, колебания на выходе триггера Шмидта 15 ана логичны колебаниям генератора 14 (фиг. 3). С выхода триггера 15 напряжение подается на катушку индукти ности К/1 электромагнитного прижима 3 происходит его включение. Прижим 3 притягивается к направляющей 1 через башмак 33 и фиксируется на ней за счет трения. При скачкообразном появлении сигнала на выходе триггера 15 напряжение на конденсаторе С нарастает плавно, в зависимости от постоянной времени элемента 24 задержки t . Поэтому возбуждение триггера 16 произойдет с некоторым запаздыванием по времени относительно триггера 15 При этом, соответственно, с запаздыванием включается ток в обмотке катушки индуктивности Kj магнитострикционного линейного элемента 8. Под влиянием магнитного поля участок никелевого стержня, охваченный магни топроводом 35 элемента 8, сокращаетс в длине и перемещает в направлении подачи каретки 12 (стрелкой А) всю незакрепленную (прижимы 4 - 7 - выключены) , часть ползуна 2 со вторым и последующими движительными элементами. При возбуждении следующего триггера 17 включается прижим 4. В следующий момент времени срабатывает линейный элемент 9. Одновременно при прохождении заднего фронта импульса 254 через триггер 15 выключается прижим 3. В Следующий момент времени включается прижим 5 и выключается линейный элемент 8. В результате ползун 3, контактирующий с кареткой 12. перемещается в направлении, указанном стрелкой, и перемещает каретку 12. Наличие элементов задержки в цепи триггеров приводит к тому, что прохождение переднего и заднего, фронтов каждого импульса по цепи триггеров осуществляется с запаздыванием (фиг. 3) во времени, тем большим, чем больше порядковый номер триггер Соответственно этому с разбивкой по времени поочередно срабатывают движительные элементы, толкая при каждом срабатывании каретку 12 вперед. Период Т колебаний генератора 14 определяющий частоту V следования импульсов, постоянную времени задержки tJ и длительность каждого импульса ty согласовывают таким образом, чтобы волна перестановок, соответствующая данному импульсу, начиналась в момент окончания волны перестановок, соответствующих импульсу предыдущему, что обеспечивается при условии п где п - общее число триггеров системы управления, а также чтобы одновременно были возбуждены не менее трех последовательно расположенных триггера, что имеет место при (скважность импульсов равна При указанных условиях частоты перемещения каретки 12 движение ее будет практически равномерным. Поскольку ползун 2 контактирует с направляющей 1 посредством значительного чисЛа прижимов, происходит усреднение их действия. В этих условиях изменение микрорельефа или чистоты поверхности направляющей под одним из прижимов, а также попадание смазки на направляющую не будет существенно влиять на характер перемещения ползуна. Благодаря этому достигается высокая равномерность и плавность подачи делительной каретки 12. Скорость перемещения каретки в данном приводе зависит не

только от величины перестановок прижимов (определяемой амплитудой импульсов), но также от количества линейных элементов и от частоты следования импульсов. Действительно скорость перемещения каретки определяется соотношением

V 7.дх - т,

где t частота следования импульсов;

Л X - средняя величина перестановки прижима;

m - число линейных элементов

ползуна.

При достаточной большой частоте величина перестановок дх, соответствующая заданной скорости движения каретки, может быть сделана достаточно малой даже при скоростях подачи 25 - 30 мкм/с.

Соответственно малым может быть напряжение питания, подаваемое на катушки линейных элементов. /У 7/ jff 22 J/ гз

ПРИВОД КАРЕТКИ ДЕЛИТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ, содержащий систему управления и ползун, предназначенньй для взаимодействия с кареткой и включающий в себя движительный элемент, вьтолненный в виде двух электромагнитных прижимов, предназначенных для взаимодействия с направляющей машины и соединенных первым линейным элементом изменяемой длины. отличающийся тем, что, с целью повышения точности и производительности, к первому линейному элементу подсоединены по меньшей мере два дополнительных последовательно соединенных аналогичных линейных элемента с электромагнитными прижимами, закрепленными на конце каждого из них, а система управления выполнена из генератора импульсов, соединенного с рядом последовательно расположенных триггеров, соединенных один с другим череэ элементы задержки, причем выходы нечетных, в порядке их следования от генератора, триггеров подключены к обмоткам соответствующих электромагнитных прижимов, а четных - к соответствующим линейным элементам.

// 7

Фаг. I

Фиг.З