Станок портального типа Советский патент 1985 года по МПК B23Q23/00 

I

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в станкостроении при создании двухстоечных прецизионных станков, особенно координатно-расточных.

Цель изобретения - повьшение точности путем стабилизации положения поперечин за счет осуществления микропер емещеНИИ упр уг одеформируемым элементом.

На чертеже изображен станок портального типа.

Станок содержит станину 1, по направляющим которой перемещается стол 2 с деталью 3. Станина несет портал, состоящий из строек 4 и 5 и перекладины 6, По направляющим .стоек 4 и 5 перемещается поперечина 7, несущая шпиндельную бабку 8. Поперечина 7 висит на ходовых винтах 9 и 10, связанных с электродвигателями 11 и 12 и между собой упругим валом 13 через зубчатые передачи 14 и 15.

Электродвигатель 11 осуществляет рабочие и холостые перемещения поперечины в вертикальном направлении и входит в первый канал устройства автоматического управления положением поперечины и включает блок 16 задания положения поперечины,блок 17 задания скорости, датчик 18 положения поперечины, например типа индуктосин, преобразователь 19 кода, блок 20 сравнения положения концов поперечины, цифроаналоговый преобразователь 21, усилитель 22 и внутренний контур поддержания скорости, включающий датчик 23 скорости переме щения, преобразователь 24 кода датчика, блок 25 сравнения скорости.

Двигатель 12 служит для скручивания упругого вала 13 и для микроперемещений поперечины 7 и входит в контур компенсации перекоса, который содержит в себе датчики 18 и 26 положения концов поперечины с преобразователями 19 и 27 кодов,блок 28 сравнения положения концов поперечины,цифроаналоговый преобразователь 29 и усилитель 30. Для исключения ошибки положения в процессе перемещения поперечины вьсход блока 28 сравнения положения концов поперечины через инвертор 31 связан с входом блока Сравнения скорости перемещения поперечины.

Станок работает следующим образом

89658 12

В исходном положении полеречина -7 неподвижна и установлена с нулевой погрешностью относительно строек 4 и 5. При этом сигнал от ЧПУ, подгоный через блок 16 задания положения поперечины, совпадает с сигналом о положении поперечины, поступающим от датчика 18 положения поперечины через преобразователь 19 кода в

Q блок 20 сравнения положения концов поперечины, и, вьиитаясь из сигнала на входе в блок 20 сравнения положения концов поперечины, равен нулю на выходе из него. Сигнал задания скорости в это время отсутствует. Сигнал разности положения концов поперечины, согласуясь в блоке 28 сравнения положения концов поперечины-, поступающий от датчиков 18 и 26, преобразованный преобразователями 19 и 27 кода, равен нулю. Двигатели 11 и 12 при этом работают в режиме электрического тормоза. Перемещение поперечины 7 осуществляется путем изменения сигнала с блока 16 задания положения поперечины и сигналом задания скорости перемещения .блоком 17. Сигнал от датчика 18 положения поперечины, преобразовываясь в преобразователе 19

0 кода, вычитаясь в блоке 20 сравнения положения концов поперечины из сигнала блока 16 задания положения поперечины, поступает в блок 25 сравнения скорости, где, складыва5 ясь с сигналом задания скорости, полученным с блока 17 задания скорости, и сигналом отработки скорости, полученным от датчика 23 перемещения, преобразованным преобразова0 телем 24, поступает в цифроаналоговьй преобразователь 12, где, преобразовываясь из цифрового в аналоговый сигнал, затем усиливается усилителем 22 и поступает на обмотку

5 электродвигателя 11, который начинает вращение вала 13, связанного через кинематические передачи и валы с ходовыми винтами 9 и 10. Поперечина начинает движение. Необходи0 мая скорость перемещения поддерживается внутренним контуром поддержания скорости, причем сигнал от датчика 23 скорости через преобразователь 24, блок 25 сравнения скорос5 ти, согласуется с сигналом с блока 17 задания скорости. По мере движения поперечины сигнал от датчика 18 положения изменяется и пос3

тепенно сравнивается с сигналом с блока 16 задания положения поперечины, после чего на выходе из блока 20 сравнения положения поперечины появляется нулевой сигнал. Ток, поступающий на обмотку электродвигателя 11,,прекращается, двигатель отключается.

В процессе движения поперечины на нее действуют возмущения в виде сил резания и изменения положения

.центра масс системы поперечина шпиндельная бабка, обусловленные перемещением шпиндельной бабки, вызывающие неравномерные деформации ходовых винтов 9 и 10 и их опор неравномерные кинематические погреш ности передач, которые влекут за

собой отклонение поперечины.Это обуславливает появление сигнала на выходе блока 28 сравнения положения концов поперечины, так как сигналы с датчиков 18 и 26 не совпадают друг с другом по величине. Далее-сигнал с выхода блока 28 сравнения положения концов поперечины поступает в аналого-цифровой преобразователь 29 усиливается усилителем 30 и посту896584

Iпает на обмотку электродвигателя 12, Одновременно от блока 28 сравнения положения концов поперечины сигнал, инвертируемый инвертором 31, поступает на вход блока 25 сравнения скорости и посредством аналого-цифрового преобразователя 21 и усилителя 22 меняет напряжение на электродвигателе 11. Происходит синхронное изменеQ ние момента на валах электродвигателей 11 и 12 на равное по абсолютной величине и противоположное по знаку, что приводит к закручиванию . или раскручиванию вала 13. Это поз, воляет скомпенсировать возникающую погрешность отклонения поперечины, так как скручивание или раскручивание вала сопровождается микроперемещением поперечины, равным по величине и противоположным по знаку возникающей погрешности, а возникающий крутящий момент на упругом валу 13 скомпенсирует управляющее силовое воздействие от электродвига.телей 11 и 12, что требует их перерегулирования после отработки ошибки и в конечном итоге приводит к повышению точности отработки.

СТАНОК ПОРТАЛЬНОГО ТИПА, содержащий расположенную между стойками и установленную с возможностью перемещения по ходовым винтам от двух электродвигателей в вертикальном направлении поперечину с перемещающейся по ней шпиндельной бабкой и двухканальное устройство автоматического управления положением поперечины, каждый из каналов которого содержит соединенные последовательно датчик положения концов поперечины, преобразователь кода, блок сравнения положений концов поперечины, цифроаналоговый преобразователь и усилитель, связанный с соответствующим электродвигателем, и блок задания положения концов поперечины, связанный с блоком сравнения положения.концов поперечины левого канала,- причем выход преоб- разователя кода левого канала свя- .зан с блоком сравнения положения концов поперечины правого канала, о тличающийся тем, что, с целью повышения точности, ходовые винты связаны между собой посредством упругого вала, а в устройство автоматического зшравления положением поперечины введен блок задания скорости, связанный с введенным в левый канал между блоком сравнения положения концов поперечины и циф(Л роаналоговым преобразователем блоком сравнения скорости, связанный также через введенный третий преобразователь кода с введенным датчиком скорости перемещения поперечины, который связан с левым электродвигателем, а выход блока сравнения 00 со положения концов поперечины правого канала через введенный инвертор соеО5 динен с блоком сравнения скорости. сд ОС